五种数据结构
| 类型 | 存放数据 | 最大存储数据量 | 使用场景 |
|---|---|---|---|
| string | 字符串或者数字 | 512M | 用来做一些复杂的计数功能的缓存 |
| hash | 对象 | 2^32 - 1 | 比如登录的用户信息，Session等 |
| list | 列表 | 2^32 - 1 | 简单的消息队列。lrange基于Redis的分页功能 |
| set | 不重复的集合 | 2^32 - 1 | 好友列表等 |
| zset | 带权重score的set | 2^32 - 1 | 排行榜 |
持久化
实现：
fork()一个子进程，将当前父进程的数据库数据复制到子进程的内存中，由子进程写入临时文件，持久化结束了，再用临时文件替换掉上次的快照文件，子进程退出，内存释放。
1. RDB Redis DataBase
默认的持久化方式。按照一定的时间周期策略（根据配置文件中的save参数），把内存的数据以快照的形式保存到硬盘的二进制文件（dump.rdb）
功能核心函数
-
rdbSave：生成RDB文件 -
rdbLoad：从文件加载内存
2. AOF Append-Only File
每一个写命令都通过Write函数追加到文件最后，类似MySQL的binlog
每当执行服务器（定时）任务或者函数时，flushAppendOnlyFile函数都会被调用，它会执行以下两个操作：
-
WRITE：根据条件，将aof_buf中的缓存写入到AOF文件 -
SAVE： 根据条件，调用fsync或fdatasync函数，将AOF文件保存到磁盘中
当两种方式同时开启，优先选择AOF
key过期策略
定期删除 + 惰性删除：默认每100ms随机抽取检查key
不使用定时删除，由于使用一个定时器来负责监视key，虽然内存及时释放，但是十分消耗cpu，在高并发下，cpu应该去处理请求而不是删除key
内存淘汰策略：
redis.conf中配置参数
maxmemory-policy，比如：
maxmemory-policy volatile-lru
策略及说明如下：
| 策略 | 说明 |
|---|---|
volatile-lru |
已设置过期时间的数据集server.db[i].expires中挑选最近最少使用的数据 |
volatile-ttl |
已设置过期时间的数据集server.db[i].expires中挑选将要过期的数据 |
volatile-random |
已设置过期时间的数据集server.db[i].expires中挑选随机的数据 |
allkeys-lru |
从数据集server.db[i].dict中挑选最近最少使用的数据 |
allkeys-random |
从数据集server.db[i].dict中挑选随机的数据 |
no-enviction |
禁止驱逐数据，新写入操作会报错 |
事务
保证批量操作的原子性
会将一个事务中的所有命令序列化，再按顺序执行
不支持回滚，失败继续执行
通过MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH四个原语实现
- MULTI
开启一个事务，总是返回OK。客户端可以继续发送多条命令，不会被立即执行，而是当如队列中 - EXEC
执行所有事务块内的命令。返回事务块内所有命令的返回值，按命令执行先后顺序排列。操作被打断时返回空值nil - DISCARD
客户端可以清空事务列表，并放弃执行事务。 - WATCH
提供check-and-set(CAS)。监控一个或多个key，只有有一个键被修改（删除），之后事务不会执行，监控持续到EXEC
哨兵Sentinel
是一个分布式系统中监控 Redis 主从服务器，并在主服务器下线时自动进行故障转移
三个特性
- 监控
Monitoring
Sentinel会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常 - 提醒
Notification
当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时，Sentinel可以通过API向管理员或者其他应用程序发送通知 - 自动故障迁移
Automatic failover
当一个主服务器不能正常工作时，Sentinel会开始一次自动故障迁移操作
特点 ：保证高可用；监控各个节点；自动故障迁移
缺点 ：主从模式，切换需要时间会丢数据；没有解决master写的压力
常见问答
Q：为什么Redis很快
- 大部分请求是纯内存操作
- 单线程，避免了频繁的切换上下文和不必要的竞选条件
- 非阻塞I/O多路复用机制
Q：缓存雪崩
同一时刻出现大面积的缓存过期，都去访问数据库刷新数据，导致数据库宕机
- 加锁
- 队列
- 将失效时间分散开
Q：缓存穿透
查询的数据在数据库都没有（恶意攻击等），频繁请求数据库
-
布隆过滤器
利用多个不同的Hash函数来解决“冲突”
优点 ：空间效率和查询时间远超一般的算法
缺点 ：有一定的误识别率和删除困难
实现 ：Google的Guava、Redis - 暴力的将查询结果也缓存，过期时间设置短点，比如5min
Q：为什么Redis的操作是原子性的，怎么保证原子性的
- 单线程
- 提供的API都是原子操作
Q：并发下多个命令也是原子性的吗？如何保证
不一定。使用事务或 redis+Lua的方式
Q：Redis如何实现分布式锁
可以使用SETNX命令实现分布式锁
解锁 ：使用Del key命令
解决死锁 ：Redis从2.6.12版本之后，可以使用set加参数来解决死锁
// k1不存在时才赋值，过期时间为5s
SET k1 v1 NX EX 5
