Redis基础知识十问十答
前言:
Redis 是当前比较流行的非关系型数据库(NoSQL)。非关系型数据库是数据结构化存储的集合,它具有格式灵活、速度快、高扩展性的优点,而且Redis是基于内存的非关系型数据库,性能出色,每秒可以处理超过10万次读写操作。所以它非常适合互联网项目,为互联网相关系统提升性能。下面,我们就来学习一下Redis的基础知识:
正文:
Q&A1:什么是Redis?
1) 概念:
Redis(Remote Dictionary Server【远程数据服务】):是一个基于内存的高性能key-value数据库。
2) 原理:
Redis把整个数据库加载到内存当中,通过定期的异步操作把数据库数据flush到硬盘上进行保存。
3) 优点:
i. 性能出色,每秒可以处理超过 10万次读写操作,是已知性能最快的Key-Value DB(因为加载内存中);
ii. 支持保存多种数据结构,此外单个value的最大限制是1GB;
iii. 支持事务;支持Key设置expire(到期)时间;
4) 缺点:
Redis数据库容量受到物理内存的限制,不能用作海量数据的高性能读写。
5) 使用场景:
少量高频数据的存储,高速读写访问(系统中数据字典信息)。
6) 特点:
i. 内存,快;K,V
ii. 单线程,指的是worker线程(即符合串行化处理);但 6.X以后多线程,但只是IO是多线程,worker还是单线程;
iii. 连接很多:epoll(多路复用);
iv. Value有类型(5种),且每种类型有自己本地方法(get、index);
v. 本地方法:计算向数据移动,其实是IO优化;
vi. 整体模型是一种串行化,尽量保持原子性。
Q&A2:Redis支持的数据类型?
1) Key:
给存储在redis内存中的数据起的变量名字,命名规则:除了空格、\n换行外其它的大部分字符都可以使用,但是名字尽量有意义。
2) Value:
- String (Binary-safe strings):
二进制安全的String,最大容量512M。
应用场景:统计网站访问数量,当前在线人数,数据库查询结果用JSON字符串化存储。
- List (Lists Binary-safe strings):
String类型的List,List允许用户从序列的两端推入或者弹出元素,List是由多个字符串组成的有序可重复的序列,是链表结构。
应用场景:最新消息排行榜;消息队列(完成多程序之间的消息交换),可以用push操作将任务存在list中(生产者),然后线程在用pop操作将任务取出进行执行。(消费者)
- Sets (Sets Binary-safe strings):
String类型的Set,无序不可重复的,它的优势:进行交集并集差集操作。
应用场景:利用交集求共同好友;利用唯一性,统计访问网站的所有独立IP;好友推荐。
- Sorted sets (Sorted sets Binary-safe strings)
String类型的SortSet,有序不可重复的。
应用场景:一个大型在线游戏的积分排行榜,每当玩家的分数发生变化时,可以执行zadd更新玩家分数(score),此后在通过zrange获取几分top ten的用户信息。
- Hash:
Hash可以看成具有String key和String value的map容器
应用场景:存储、读取、修改用户属性(name,age,pwd等)
Q&A3:Redis的持久化机制是什么?各自的优缺点?
Redis两种持久化机制:RDB持久化(默认), AOF持久化。
1) RDB持久化(Redis DataBase):
使用快照的方式(半持久化模式)记录Redis数据库的所有键值对,在某个时间点将数据写入一个临时文件,用临时文件替换上次持久化的文件,恢复数据。
优点:方便持久化(只有一个文件dump.rdb)、容灾性好(一个文件可以保存到安全的磁盘)、性能最大化、数据集大时,比AOF的启动效率更高。
缺点:数据安全性低 (RDB是间隔一段时间进行持久化,如果持久化之间redis发生故障,会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候)
2) AOF持久化(append only file):
把用户执行的每个“写”指令(添加/修改/删除)都备份到文件中,还原数据的时候就是执行具体写指令而已。
优点:数据安全、数据一致性
缺点:AOF文件比RDB文件大,且恢复速度慢、数据集大的时,比RDB效率低。
Q&A4:Redis有哪几种数据淘汰策略?
1) 原因:
Redis作为缓存时, 如果内存空间用满, 就会自动驱逐老的数据。Redis使用maxmemory指令或配置文件,设置最大使用内存。
2) 具体策略(6种):
Noeviction(不删除策略):达到最大内存限制时,如果需要更多内存,直接返回错误信息(大部分的写入指令,但DEL和几个例外)
allkeys-lru: 所有key通用; 优先删除最近最少使用(less recently used ,LRU)的 key。
allkeys-random:所有key通用; 随机删除一部分 key。
volatile-lru: 只限于设置了expire的key,优先删除最近最少使用(LRU) 的 key。
volatile-random: 只限于设置了 expire 的key,随机删除一部分 key。
volatile-ttl: 只限于设置了expire的key,优先回收存活时间(TTL)较短的键,使得新添加的数据有空间存放。
Tips:
如果没有设置 expire 的key,不满足先决条件,volatile-*相关策略与 noeviction策略基本上一致。
Q&A5:Redis过期键的删除策略?
1) 过期相关命令:
redis设置过期时间四种命令:
EXPIRE <KEY> <TTL> : 将键的生存时间设为 ttl 秒
PEXPIRE <KEY> <TTL> : 将键的生存时间设为 ttl 毫秒
EXPIREAT <KEY> <timestamp> : 将键的过期时间设为 timestamp 所指定的秒数时间戳
PEXPIREAT <KEY> <timestamp> : 将键的过期时间设为 timestamp 所指定的毫秒数时间戳
移除过期时间命令:
PERSIST KEY_NAME:persist命令就是expire命令的反命令,这个函数在过期字典中查找给定的键,并从过期字典中移除
计算并返回剩余生存时间:
TTL KEY_NAME : ttl命令(以秒返回)
PTTL KEY_NAME : pttl命令(以毫秒返回)
2) 具体策略:
- 定时删除:
概念:在设置键的过期时间,同时创建一个定时器(timer).,让定时器在键的过期时间来临时,立即执行对键的删除操作。
- 惰性删除:
概念:平时放任键过期不管,但是每次从键空间中获取键时,都检查取得的键是否过期,如果过期的话,就删除该键;如果没有过期,就返回该键。
实现:由db.c/expirelfNeeded 函数实现,所有读写数据库的Redis命令在执行之前都会调用该函数对输入键进行检查:如果输入键已经过期,那么该函数将输入键从数据库中删除;反之该函数不做动作。
- 定期删除:
概念:每隔一段时间程序就对数据库进行一次检查,删除里面的过期键。
实现:由redis.c/activeExpireCycle 函数实现,Redis执行周期性该函数,它在规定的时间内,分多次遍历服务器中的各个数据库,从数据库的expires 字典中随机检查一部分键的过期时间,并删除其中的过期键。
- 实际使用:
Redis实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略: 通过配合使用这两种删除策略,服务器可以很好地在合理使用CPU时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。
Q&A5:Redis有哪些适合的场景?
- 会话缓存(Session Cache)
最常用的场景。它比其他存储(如Memcached)的优势:Redis提供持久化。例如:缓存用户的购物车信息(维护一个不是严格要求一致性的缓存)
- 全页缓存(FPC)
全页缓存的概念:缓存曾经浏览过的页面。
Redis提供简便的FPC平台。并且Redis提供持久化,即使重启了Redis实例,用户也不会看到页面加载速度的下降。
- 队列
Reids在内存存储引擎提供 list 和 set 操作,这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。
- 排行榜/计数器
Redis在内存中对数字的递增或递减的操作非常好。Redis又提供了集合(Set)和有序集合(Sorted Set)两种数据结构。
- 发布/订阅
Redis的发布/订阅功能。
Q&A6:Redis是单进程单线程?
Redis是单进程单线程的,Redis利用队列技术将并发访问变为串行访问,消除了传统数据库串行控制的开销。
Q&A7:Redis为什么把数据放到内存中?
为了达到最快的读写速度,减少磁盘I/O对速度的影响。
Q&A8:Redis如何做内存优化?
尽可能使用散列表(hashes),散列表使用的内存非常小,所以应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。例如,用户对象,不要把每一个属性当做key值存储,要把整个用户信息散列单一张表里。
Q&A9:Redis如何保证数据一致性?
读操作:先从Redis中读取数据,如果redis不存在,再到DB中去读数据。
插入操作:插入数据时,只对数据库进行操作,不使用Redis进行缓存。这样就避免了Redis的脏数据,读操作时,再把这条数据缓存到Redis中。
更新操作:先对DB进行更新操作,然后将Redis缓存的数据设置为无效(expire命令),读操作时,再把这条数据缓存到Redis中。
Q&A10:Redis击穿、穿透、雪崩及解决方案:
1) 击穿:
概念:单个key在缓存中查不到,去数据库查询。如果数据量不大或并发不大没有问题,反之,可能造成数据库压力过大而崩溃(这里是单个key发生高并发)。
解决:使用同步锁,每次只让一个key去查询,堵塞其他; 使用互斥锁。
2) 穿透:
概念:查询一个不存在的数据,每次都去数据库查询,如果流量大时,可能导致数据库崩溃(恶意频繁查询,攻击应用时出现)。
解决:使用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中,不存在的数据会被这个bitmap拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力。
3) 雪崩:
概念:多个key查询并且出现高并发,缓存中失效或者查不到,然后都去数据库查询,导致数据库崩溃。
原因: key同时失效、redis本身崩溃
解决:在缓存数据的过期时间上再加一个随机值,减少缓存在同一时间过期;在缓存失效后,通过加锁或者队列来控制查询数据库线程的数量。
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2022/11/19 21:17:16 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...
win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面,在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机,虽然这比较麻烦,但是对系统进行配置和升级…...
2022/11/19 21:17:15 - 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...
有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows,请勿关闭计算机”的提示,要过很久才能进入系统,有的用户甚至几个小时也无法进入,下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法:我们首先在左下角的“开始…...
2022/11/19 21:17:14 - win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...
置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题,电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update,请勿关机”(如下图所示),而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢?一切都是正常操作的,为什么开时机呈现“正…...
2022/11/19 21:17:13 - 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...
Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示,没过几秒后电脑自动重启,每次开机都这样无法进入系统,此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一:开机按下F8,在出现的Windows高级启动选…...
2022/11/19 21:17:12 - 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...
有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况,就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机,碰到这样的问题该怎么解决呢,现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法:1、2、依次…...
2022/11/19 21:17:11 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...
今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后,每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面,提示请勿关闭计算机”,每次停留好几分钟才能正常关机,导致什么情况引起的呢?出现配置Windows Update…...
2022/11/19 21:17:10 - 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...
只能是等着,别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚,只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一:管理员运行cmd:net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...
2022/11/19 21:17:09 - 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?
原标题:电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢?一般的方…...
2022/11/19 21:17:08 - 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...
关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!关机提示 windows7 正在配…...
2022/11/19 21:17:05 - 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...
钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...
2022/11/19 21:17:05 - 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...
前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了,具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面,长时间没反应,无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过,网上搜了不少资料&#x…...
2022/11/19 21:17:04 - 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...
本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法,并在最后教给你1种保护系统安全的好方法,一起来看看!电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中,添加了1个新功能在“磁…...
2022/11/19 21:17:03 - 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...
许多用户在长期不使用电脑的时候,开启电脑发现电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢?下面小编就带着大家一起看看吧!如果能够正常进入系统,建议您暂时移…...
2022/11/19 21:17:02 - 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...
配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...
2022/11/19 21:17:01 - 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...
不知道大家有没有遇到过这样的一个问题,就是我们的win7系统在关机的时候,总是喜欢显示“准备配置windows,请勿关机”这样的一个页面,没有什么大碍,但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机,非常…...
2022/11/19 21:17:00 - 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...
当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时,一般是您正对windows进行升级,但是这个要是长时间没有反应,我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了,来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...
2022/11/19 21:16:59 - 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...
我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况,当我们打开电脑之后,发现一直停留在一个界面:“配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机”,等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢࿰…...
2022/11/19 21:16:58 - 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”
Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...
2022/11/19 21:16:57