redis深度历险--读书笔记

• list的底层数据结构是ziplist+quicklist，是将ziplist串起来的quicklist，双向链表。避免头尾指针比值还大的问题
• hash和java的hashmap类似，只不过是渐进式rehash过程，rehash过程中会在新老hashmap中都查询，rehash完成后删除老hashmap
• set底层是一个特殊的字典，value都是null
• zset类似java的sortedSet和hashMap的合体，底层结构是跳跃链表
• list/set/hash/zset 这四种数据结构是容器型数据结构，如果容器不存在，那就创建一个，再进行操作。如果容器里元素没有了，那么立即删除元素
• Redis 的作者认为数据库系统的瓶颈一般不在于网络流量，而是数据库自身内部逻辑处理上。所以即使 Redis 使用了浪费流量的文本协议，依然可以取得极高的访问性能。Redis 将所有数据都放在内存，用一个单线程对外提供服务，单个节点在跑满一个 CPU 核心的情况下可以达到了 10w/s 的超高 QPS。
• redis通信协议resp：不同类型的信息用不同的符号开头(+$:-*)
• redis持久化rdb是全量快照，aof是增量备份。做快照的时候，redis会fork一个子进程，被修改的内存页会copy on write复制一份，极限情况是真个redis内存扩大一倍(实际情况大都是冷数据，只有少量会复制一份)，然后对冷数据的内存页和热数据复制出来的内存页做快照
• aof是先执行指令再存储指令
• 重写aof时，开启子进程遍历内存转换成指令，遍历结束再将期间产生的aos日志补充进来，最后替换老aof日志
• 写aof时，是写到了内核为文件描述符分配的一个内存缓存中，然后内核会异步将脏数据刷回到磁盘。所以有丢数据的情况，所以通常是每隔 1s 左右执行一次 fsync 操作强制从内核缓存刷到磁盘
• 让从节点开启持久化，主节点追求最好性能。rdb快照文件写文件和aof写文件都比较费资源
• redis4出了混合持久化，rdb和aof放在一起，aof只记录rdb之后的增量指令
• redis的事务利用了redis的单线程天然顺序执行，保证了一个事务里的所有操作不被其他操作打断，但是不保证原子性，其中有一个操作失败了，整个事务队列里产生的影响不会回滚
• watch multi exec 可以做到乐观锁操作，不用自己使用分布式上锁，exec返回null就是失败(jedis)
• 管道是客户端的能力，将多条命令合并发送，在一起读取server的返回结果
• redis中删掉key之后不会立即释放空间，因为操作系统的内存页上只要有使用的key就不会被释放。
• redis主从增量同步：master存储已经执行的指令的buffer可以看做一个环，满了的话会覆盖头上的。所以此时需要用快照进行全量同步，在快照同步的过程中，指令buffer还会不断增长，如果快照同步过慢或者buffer太小，则会触发又一次快照同步，陷入死循环快照同步
• 从节点刚加入时，先进行一次快照同步在进行增量同步
• redis sentinel一般用3个实例，和zk一样的作用，负责监控实际提供服务的redis，客户端通过sentinel获得当前的master
• redis5之后有了借鉴kafka的stream，作为一个队列允许有多个group进行消费，但是不像kafka天生支持partition，但是kafka的分区也是在客户端里进行hash分区的，所以都差不多
• redis会把设置了过期时间的key额外存储到一个字典中，每秒扫描十次，每次随机找出20个key检查是否过期，如果过期就删除，过期的超过四分之一就继续循环，每次扫描虽多25ms。为了避免每次都循环到25s，最好让过期时间随机取。从库没有扫描，主库在扫描到过期key时，会在aof里增加一条del命令同步给从库
• redis本身不支持ssl，官方推荐使用spiped做ssl代理，避免被窃听
• SCRIPT LOAD将lua脚本加载到redis中但是不执行，返回一个id，客户端通过EVALSHA id执行该lua脚本。对一些很大的lua脚本可以节省直接使用eval的网络流量
• 为了避免lua的执行时间过长，redis的lua 引擎执行10w条指令并且lua执行超时后会去执行hook函数，这个超时时间默认是 5 秒
• redis的动态字符串sds的len和capacity默认一直，因为一般不会有append过程。有两种具体数据结构，raw和embeded，长度超过44字节时，用emb结构。
• RedisObject结构，类似java的对象头，占16字节，redis对超过64字节的字符串认为是大字符串，所以64-RedisObject的16字节-sds的最少3字节就是44字节。
• Redis 数据库的所有 key 和 value 也组成了一个全局字典，还有带过期时间的 key 集合也是一个字典。zset 集合中存储 value 和 score 值的映射关系也是通过 dict 结构实现的。Redis 里面 set 的结构底层实现也是字典，只不过所有的 value 都是 NULL，其它的特性和字典一模一样。
• dict 结构内部包含两个 hashtable，通常情况下只有一个 hashtable 是有值的。但是在 dict 扩容缩容时，需要分配新的 hashtable，然后进行渐进式搬迁，这时候两个 hashtable 存储的分别是旧的 hashtable 和新的 hashtable。待搬迁结束后，旧的 hashtable 被删除，新的 hashtable 取而代之
• lru和lfu