Redis-基础知识

Redis 概述

通常涉及大数据量的需求，比如一些商品抢购的情景，或者是主页访问量瞬间较大的时候，单一使用数据库来保存数据的系统会因为面向磁盘，磁盘读/写速度比较慢的问题而存在严重的性能弊端，一瞬间成千上万的请求到来，需要系统在极短的时间内完成成千上万次的读/写操作，这个时候往往不是数据库能够承受的，极其容易造成数据库系统瘫痪，最终导致服务宕机的严重生产问题。

NOSQL 技术

Not Only SQL，为了克服上述的问题，Java Web项目通常会引入NoSQL技术，这是一种基于内存的数据库，并且提供一定的持久化功能。
Redis和MongoDB是当前使用最广泛的NoSQL，对于Redis，性能十分优越，可以支持每秒十几万次的读/写操作，性能远超数据库，并且还支持集群、分布式、主从同步等配置，原则上可以无限扩展，让更多的数据存储在内存中，它还支持一定的事务能力，这保证了高并发的场景下数据的安全和一致性。

Redis 在 Java Web 中的应用

Redis 在 Java Web 主要有两个应用场景：

存储缓存用的数据；
需要高速读/写的场合使用它快速读/写；

缓存

在对数据库的访问中，读操作的次数远超写操作，比例大概在 1:9 到 3:7，所以需要读的可能性是比写的可能大得多的。当我们使用SQL语句去数据库进行读写操作时，数据库就会去磁盘把对应的数据索引取回来，这是一个相对较慢的过程。

如果把数据放在Redis 中，也就是直接放在内存之中，让服务端直接去读取内存中的数据，会很快，并且极大减小数据库的压力，但是使用内存进行数据存储开销比较大，限于成本的原因，一般只是使用 Redis 存储一些常用和主要的数据，比如用户登录的信息等。
一般而言在使用 Redis 进行存储的时候，我们需要从以下几个方面来考虑：

业务数据常用吗？命中率如何？
- 如果命中率很低，就没有必要写入缓存；
该业务数据是读操作多，还是写操作多？
- 如果写操作多，频繁需要写入数据库，也没有必要使用缓存；
业务数据大小如何？
- 如果要存储几百兆字节的文件，会给缓存带来很大的压力，这样也没有必要；

KV型NoSql

Redis、MemCache是其中的代表，Redis又是KV型NoSql中应用最广泛的NoSql，KV型数据库以Redis为例，优点有两点：

数据基于内存，读写效率高
KV型数据，时间复杂度为O(1)，查询速度快

KV型NoSql最大的优点就是高性能，利用Redis自带的BenchMark做基准测试，TPS可达到10万的级别，性能非常强劲。同样的Redis也有所有KV型NoSql都有的比较明显的缺点：

只能根据K查V，无法根据V查K
查询方式单一，只有KV的方式，不支持条件查询，多条件查询唯一的做法就是数据冗余，但这会极大的浪费存储空间
内存是有限的，无法支持海量数据存储
同样的，由于KV型NoSql的存储是基于内存的，会有丢失数据的风险
综上所述，KV型NoSql最合适的场景就是缓存的场景：
读远多于写
读取能力强
没有持久化的需求，可以容忍数据丢失，反正丢了再查询一把写入就是了

NoSQL特点

解耦

数据之间没有关系,便于扩展
数据量高性能
数据类型多样型

Redis ( Remote Dictionary Server )

远程字典服务

一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API

基本的数据结构

String: 字符串
Hash: 散列
List: 列表
Set: 集合
Sorted Set: 有序集合

Redis功能

内存存储、持久化,内存中是断电即失、所以说持久化很重要(rdb, aof )
效率高,可以用于高速缓存
发布订阅系统
地图信息分析
计时器、计数器

特性

多样的数据类型
持久化
集群
事务

Redis 的安装（windows）

https://github.com/ServiceStack/redis-windows/tree/master/downloads
Redis 下载解压，如下目录

目录下新建一个 startup.cmd 的文件
redis-server redis.windows.conf
这个命令其实就是在调用 redis-server.exe 命令来读取 redis.window.conf 的内容，我们双击刚才创建好的 startup.cmd 文件，就能成功的看到 Redis 启动：

可以打开同一个文件夹下的 redis-cli.exe 文件，是 Redis 自带的客户端工具，可以用来连接到当前的 Redis 服务器，做以下测试：

Redis 的安装（Linux）

[root@misayaq jiaqi]# mv redis-6.0.9.tar.gz /opt
[root@misayaq jiaqi]# cd /opt/
[root@misayaq opt]# ls
containerd  redis-6.0.9.tar.gz  rh
[root@misayaq opt]# tar -zxvf redis-6.0.9.tar.gz

进入解压后的文件可以看到redis的配置文件

基本的环境安装

yum install gdd-c++
make
make install

redis默认安装路径 usr/local/bin

将redis配置文件复制到当前目录下

redis默认不是后台启动的需要修改配置文件

vim redis.conf

启动redis服务

测试连接使用 redis-cli

查看进程

关闭Redis服务

测试性能

redis-benchmark一个压力测试工具！官方自带的性能测试工具！

压测命令：

redis-benchmark -h 127.0.0.1 -p 6379 -c 50 -n 10000

简单测试：

redis-benchmark -h 127.0.0.1 -p 6379 -c 50 -n 10000

查看这些分析

基础知识

redis具有16个数据库

默认使用的是第0个

可以使用select （index）进行切换数据库，DBSIZE查看数据库大小

127.0.0.1:6379> clear
127.0.0.1:6379> select 3  #切换数据库
OK
127.0.0.1:6379[3]> DBSIZE #查看db大小
(integer) 0

查看数据库所有的key----->keys *

127.0.0.1:6379[3]> keys *
1) "name"

清空数据库 flushall(清空所有db) flushdb(清空当前db)

127.0.0.1:6379[3]> flushdb
OK
127.0.0.1:6379[3]> keys *
(empty array)

Redis是单线程的

Redis是基于内存操作, CPU不是Redis性能瓶颈, Redis的瓶颈是根据机器的内存和网络带宽,既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了

Redis为什么单线程还这么快

redis是将所有的数据全部放在内存中的,所以说使用单线程去操作效率就是最高的,多线程(CPU上下文会切换：耗时的操作 ) ,对于内存系统来说,如果没有上下文切换效率就是最高的！多次读写都是在一个CPU上的,在内存情况下,这个就是最佳的方案！

完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)；
数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的；
采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗；
使用多路I/O复用模型，非阻塞IO；这里“多路”指的是多个网络连接，“复用”指的是复用同一个线程
使用底层模型不同，它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样，Redis直接自己构建了VM 机制，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求；

转自 Redis入门-基础知识

posted @ 2023-07-02 18:17 代码改编自己阅读(21) 评论(0) 收藏举报

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