java中间件 - redis基础

为什么使用redis？
因为传统的关系型数据库如Mysql已经不能适用所有的场景了，比如秒杀的库存扣减，APP首页的访问流量高峰等等，都很容易把数据库打崩，所以引入了缓存中间件，目前市面上比较常用的缓存中间件有Redis和Memcached不过中和考虑了他们的优缺点，最后选择了Redis。

Redis 是一个使用 C 语言写成的，开源的高性能key-value非关系缓存数据库。它支持存储的value
类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和
hash（哈希类型）。Redis的数据都基于缓存的，所以很快，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。Redis也可以实现数据写入磁盘中，保证了数据的安全不丢
失，而且Redis的操作是原子性的。

Redis与Memcached的区别？
两者都是非关系型内存键值数据库，现在公司一般都是用 Redis 来实现缓存，而且 Redis 自身也
越来越强大了！Redis 与 Memcached 主要有以下不同：

Redis有哪些优缺点？
优点
读写性能优异， Redis能读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s。
支持数据持久化，支持AOF和RDB两种持久化方式。
支持事务，Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作合并后的原子性执
行。
数据结构丰富，除了支持string类型的value外还支持hash、set、zset、list等数据结构。
支持主从复制，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离。
缺点
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，因此Redis适合的场景主
要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。
Redis 不具备自动容错和恢复功能，主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败，需要
等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。
主机宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换IP后还会引入数据不一致的问题，
降低了系统的可用性。
Redis 较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。为避免这一问
题，运维人员在系统上线时必须确保有足够的空间，这对资源造成了很大的浪费。

Redis为什么这么快？
1、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)； 2、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；
3、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；
4、使用多路 I/O 复用模型，非阻塞 IO； 5、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；

Redis的应用场景？
计数器
可以对 String 进行自增自减运算，从而实现计数器功能。Redis 这种内存型数据库的读写性能非常高，
很适合存储频繁读写的计数量。
缓存
将热点数据放到内存中，设置内存的最大使用量以及淘汰策略来保证缓存的命中率。
会话缓存
可以使用 Redis 来统一存储多台应用服务器的会话信息。当应用服务器不再存储用户的会话信息，也就
不再具有状态，一个用户可以请求任意一个应用服务器，从而更容易实现高可用性以及可伸缩性。
全页缓存（FPC）
除基本的会话token之外，Redis还提供很简便的FPC平台。以Magento为例，Magento提供一个插件
来使用Redis作为全页缓存后端。此外，对WordPress的用户来说，Pantheon有一个非常好的插件 wpredis，这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。
查找表
例如 DNS 记录就很适合使用 Redis 进行存储。查找表和缓存类似，也是利用了 Redis 快速的查找特
性。但是查找表的内容不能失效，而缓存的内容可以失效，因为缓存不作为可靠的数据来源。
消息队列(发布/订阅功能)
List 是一个双向链表，可以通过 lpush 和 rpop 写入和读取消息。不过最好使用 Kafka、
RabbitMQ 等消息中间件。
分布式锁实现
在分布式场景下，无法使用单机环境下的锁来对多个节点上的进程进行同步。可以使用 Redis 自带的
SETNX 命令实现分布式锁，除此之外，还可以使用官方提供的 RedLock 分布式锁实现。
其它
Set 可以实现交集、并集等操作，从而实现共同好友等功能。ZSet 可以实现有序性操作，从而实
现排行榜等功能。