Redis学习笔记

Redis学习笔记

一 、Redis简介

1.1 什么是Redis

Redis 是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能(NOSQL)的key-value数据库*，Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存可持久化的日志型，Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

BSD是"Berkeley Software Distribution"的缩写，意思是“伯克利软件发型版本”。
BSD开源协议是一个给予使用者很大自由的协议。可以自由的使用，修改源代码，也可以将修改后的代码作为开源或者专有软件在发布。BSD代码鼓励代码共享，但需要尊重代码作者的著作权。
BSD由于允许使用者修改和重新发布代码，也允许使用或在BSD代码上开发商业软件发布和销售，一次是对商业集成很友好的协议。

1.2 NoSQL

NoSQL,泛指非关系型的数据库，NoSQL即Not-only SQL,它可以作为关系型数据库的良好补充。随着互谅网web2.0网站的兴起，非关系型的数据库现在成为了一个及其热门的新领域，非关系型数据库产品的发展非常迅速。

传统数据库暴露很多难以克服的问题，如下问题：

1、High performance - 对数据库高并发读写的需求。

2、Huge Storage - 对海量数据的高效存储和访问的需求。

3、High Scalability && High Availability - 对数据库的高可扩展性和高课用性的需求。

1.3 NoSQL的类别

键值（Key-Value）存储数据库

  这一类数据库主要会使用到一个哈希表，这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。
key/value模型对于IT系统涞水的优势在于简单，已部署。但是如果DBA只对部分值进行查询或者更新的时候，key/value显示的效率低下。
相关产品 ： Redis，Tokyo Cabinet
典型应用 ： 内存缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。
数据模型 ： 一系列键值对
优势 ： 快速查询
劣势 ： 存储的数据缺少结构化

列存储数据库

这部分数据库通常是用来对分布式存储的海量数据。键仍然存在，但是他们的特点是指向了多个列。这些列是由列家族来安排的。
相关产品 : HBase 、Riak
典型应用 ： 分布式的文件系统
数据模型 ： 以列簇式存储，将同一列数据存在一起
优势 ： 查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
劣势 ： 功能相对于局限

文档型数据库

文档型数据库：该类型的数据库模型是版本化的文档，半结构化的文档一特定的格式存储，比如JSON。文档数据库可以看做键值数据库的升级版，允许之间嵌套键值。而且文档型数据库比键值数据库的查询效率更高。
相关产品：MOngoDB
典型应用 ： web应用
数据模型 ： 一系列键值对
优势 ： 数据结构要求不严格
劣势 ： 查询性能不高，而且缺乏统一的查询语言

1.4 总结：

NoSQL 数据库在一下的这几种情况下比较适用 ：

1、数据模型比较简单；

2、需要灵活更前的IT系统；

3、对数据库性能要求较高；

4、不需要高度的数据一致性；

5、对于给定key，比较容易映射复杂的环境；

1.5 Redis 描述

​ Redis是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能(NoSQL)的（key-value）数据库，Redis是一个开源的使用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。

1.6 Redis的特点

• 性能极高 - Redis读写的熟读110000次/s，写的速度是81000次/s。
• 丰富的数据类型 - Redis支持的类型String， Hash 、List 、Set 及 Ordered Set数据类型操作。
• 原子性 - Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功，要么失败。单个操作时原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
• 丰富的特性 - Redis还支持publis/subscribe，通知，key过期等等特性。
• 高速读写 ，redis使用自己实现的分离器，代码量很短，没有使用lock(MySQL),因此效率非常高。

Redis是一个简单的，高效的，分布式的，基于内存的缓存工具。

架设好服务器后，通过网络连接(类似数据库)，提供Key-Value缓存服务。

简单，是Redis突出的特色。

简单可以保证核心功能的稳定和优异。

1.7 Redis的应用场景

可以作为数据库，缓存，热点数据(经常别查询，但是不经常被修改或者删除的数据)和消息中间件等大部分功能。

Redis常用的场景示例如下：

1、缓存
   缓存现在几乎是所有大中型网站都在用的必杀技，合理利用缓存提升网站的访问速度，还能大大降低数据库的访问压力。Redis提供了键过期功能，也提供了灵活的键淘汰策略，所以，现在Redis用在缓存的场合非常多。
2、排行榜
   Redis提供的有序集合数据类结构能够实现葛洪复杂的排行榜应用。
3、计数器
   什么是计数器，，视频网站的播放量等等，每次浏览+1，并发量高时如果每次都请求数据库操作无疑是中挑战和压力。Redis提供的incr命令来实现计数器功能，内存操作，性能非常好，非常是用于这些技术场景。
4、分布式会话
   集群模式下，在应用不多的情况下一般使用容日自带的session复制功能就能够满足，当应用相对复杂的系统中，一般都会搭建Redis等内存数据库为中心的session服务，session不在由容器管理，而是有session服务及内存数据管理。
5、分布式锁
   在很多互联网公司中都是用来分布式技术，分布式技术带来的技术挑战是对同一个资源的并发访问，如全局ID，减库存，秒杀等场景，并发量不发的场景可以使用数据库的悲观锁，乐观锁来实现，但是在并发高的场合中，利用数据库锁来控制资源的并发访问是不太理想的，大大影响了数据库的性能。可以利用Redis的setnx功能来编写分布式的锁，如果设置返回1，说明获取所成功，否则获取锁失败，实际应用中药考虑的细节要更多。
6、社交网络
   点赞、踩、关注/被关注，共同好友等是社交网站的基本功能，社交网站的访问量通常老说比较大，而且传统的关系数据库不适合这种类型的数据，Redis提供的哈希，集合等数据结构能很方便的实现这些功能。
7、最新列表
   Redis列表结构，LPUSH可以在列表头部插入一个内容ID作为关键字，LTRIM可以用来限制列表的数量，这样列表永远为N个ID。无需查询最新的列表，直接根据ID 去到对应的内容也即可。
8、消息系统
   消息对队列是网站比用中间件，如ActiveMQ，RabbitMQ，Kafaka等流行的消息队列中间件，主要用于业务解耦，流量削峰及异步处理试试性低的业务。Redis提供了发布/订阅及阻塞队列功能，能实现一个简单的消息队列系统。另外，这个不能喝专业的消息中间件相比。

1.8 Redis总结

优势

• 性能极高 - Redis读写的熟读110000次/s，写的速度是81000次/s。
• 丰富的数据类型 - Redis支持的类型String， Hash 、List 、Set 及 Ordered Set数据类型操作。
• 原子性 - Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功，要么失败。单个操作时原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
• 丰富的特性 - Redis还支持publis/subscribe，通知，key过期等等特性。
• 高速读写 ，redis使用自己实现的分离器，代码量很短，没有使用lock(MySQL),因此效率非常高。

缺点

• 持久化。 Redis直接将数据存储到内存中，要将数据保存到磁盘上，Redis可以使用两种方式实现持久化过程。定时快照(snapshot)：每个一端时间将整个数据库写到磁盘上，每次均是写全部数据，代价非常高。第二种方式基于语句追加（aof）：只追踪变化的数据，但是追加的log可能过大，同时所有的操作均重新执行一遍，回复速度慢。
• 耗内存 、占用内存过高。