本文主要是介绍进⼊ Redis 的世界-初识 Redis【雨林精品】,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
本章将带领读者进⼊ Redis 的世界,了解它的前世今⽣、众多特性
初识 Redis
Redis 是⼀种基于键值对(key-value)的 NoSQL 数据库(非关系型数据库),与很多键值对数据库不同的是,Redis 中的 value 值可以是由 string(字符串)、hash(哈希)、list(列表)、set(集合)、zset(有序集合)、 Bitmaps(位图)、HyperLogLog、GEO(地理信息定位)等多种数据结构和算法组成,因此 Redis 可以满⾜很多的应⽤场景
⽽且因为 Redis 会将所有数据都存放在内存中,所以它的读写性能⾮常惊⼈。不仅如此,Redis 还可以将内存的数据利⽤快照和⽇志的形式保存到硬盘上,这样在发⽣类似断电或者机器故障的时候,内存中的数据不会“丢失”。除了上述功能以外,Redis 还提供了键过期、发布 订阅、事务、流⽔线、Lua 脚本等附加功能。总之,如果在合适的场景使⽤好 Redis,它就会像⼀把瑞⼠军刀⼀样所向披靡。
所以,可以这么说,熟练使⽤和运维 Redis 已经成为开发运维⼈员的⼀个必备技能。
总结:Redis 是一个在内存中存储数据的中间件.用于作为数据库,用于作为数据缓存.在分布式系统中能够大展拳脚~
Redis 特性
Redis 之所以受到如此多公司的⻘睐,必然有之过⼈之处,下⾯是关于 Redis 的 8 个重要特性。
1. 速度快
正常情况下,Redis 执⾏命令的速度⾮常快,官⽅给出的数字是读写性能可以达到 10 万 / 秒,当然这也取决于机器的性能,但这⾥先不讨论机器性能上的差异,只分析⼀下是什么造就了 Redis 如此 之快,可以⼤概归纳为以下四点:
• Redis 的所有数据都是存放在内存中的,对比于 MySQL 数据库将数据存储在硬盘中,读取内存的速度远远大于读取硬盘的速度
• Redis 是⽤ C 语⾔实现的,⼀般来说 C 语⾔实现的程序 “距离” 操作系统更近,执⾏速度相对会更快。(但其实我本人不是很赞同,因为 MySQL 数据库也是用 c 语言实现的,但是就一直被吐槽运行得很慢)
• Redis 使⽤了单线程,预防了多线程可能产⽣的竞争问题。这里可能就有读者疑惑,多线程不是用来提高效率的一种方式吗,怎么这里不使用多线程反而效率更高了?首先我们需要明确,多线程提高效率的前提是 CPU 密集型的任务,使用多个线程可以充分利用 CPU 多核资源,但是 Redis 的核心任务只是操作内存中的数据结构,不会使用太多的 CPU ,所以引入多线程不会提高效率,反而会因为线程间的竞争开销而影响效率。
• 作者对于 Redis 源代码可以说是精打细磨,曾经有⼈评价 Redis 是少有的集性能和优雅于⼀⾝的开源代码。
2. 基于键值对的数据结构服务器
⼏乎所有的编程语⾔都提供了类似字典的功能,例如 C++ ⾥的 map、Java ⾥的 map、Python ⾥的 dict 等,类似于这种组织数据的⽅式叫做基于键值对的⽅式,与很多键值对数据库不同的是, Redis 中的值不仅可以是字符串,⽽且还可以是具体的数据结构,这样不仅能便于在许多应⽤场景的开发,同时也能提⾼开发效率。
Redis 的全称是 REmote Dictionary Server,它主要提供了 5 种数据结构:字符串(string)、哈希(hash)、列表(list)、集合(set)、有序集合(ordered set / zet),同时在字符串的基础之上演变出了位图(Bitmaps)和 HyperLogLog 两种神奇的 ”数据结构“,并且随着 LBS(Location Based Service,基于位置服务)的不断发展,Redis 3.2.版本中加⼊有关 GEO(地理信息定位)的功能。key 都是 String ,value 可以是上述这些数据结构,总之在这些数据结构的帮助下,开发者可以开发出各种 “有意思”的应⽤。
3. 丰富的功能
• 提供了键过期功能,可以⽤来实现缓存。
• 提供了发布订阅功能,可以⽤来实现消息系统。
• ⽀持 Lua 脚本功能,可以利⽤ Lua 创造出新的 Redis 命令。
• 提供了简单的事务功能,能在⼀定程度上保证事务特性。
• 提供了流⽔线(Pipeline)功能,这样客户端能将⼀批命令⼀次性传到 Redis,减少了⽹络的开销。
4. 简单稳定
Redis 的简单主要表现在三个⽅⾯。
⾸先,Redis 的源码很少,早期版本的代码只有 2 万⾏左右, 3.0 版本以后由于添加了集群特性,代码增⾄ 5 万⾏左右,相对于很多 NoSQL 数据库来说代码量相对要少很多
其次,Redis 使⽤单线程模型, 这样不仅使得 Redis 服务端处理模型变得简单,⽽且也使得客户端开发变得简单。
最后,Redis 不需要依赖于操作系统中的类库(例如 Memcache 需要依赖 libevent 这样的系统类库),Redis⾃⼰实现了事件处理的相关功能。
但与简单相对的是 Redis 具备相当的稳定性,在⼤量使⽤过程中,很少出现因为 Redis ⾃⾝ BUG ⽽导致挂掉的情况。
5. 客户端语言多
Redis 提供了简单的 TCP 通信协议,很多编程语⾔可以很⽅便地接⼊到 Redis,并且由于 Redis 受到社区和各⼤公司的⼴泛认可,所以⽀持 Redis 的客户端语⾔也⾮常多,⼏乎涵盖了主流的编程语⾔,例如 C、C++、Java、PHP、Python、NodeJS 等
6. 持久化(Persistence)
通常看,将数据放在内存中是不安全的,⼀旦发⽣断电或者机器故障,重要的数据可能就会丢失,因此 Redis 提供了两种持久化⽅式:RDB 和 AOF,即可以⽤两种策略将内存的数据备份到硬盘中,当内存中的数据丢失后,可以通过硬盘中备份的数据进行恢复。
7. 主从复制(Replication)
Redis 提供了复制功能,实现了多个相同数据的 Redis 副本(Replica),复制功能是分布式 Redis 的基础。
8. ⾼可⽤(High Availability)和分布式(Distributed)
Redis 提供了⾼可⽤实现的 Redis 哨兵(Redis Sentinel),能够保证 Redis 结点的故障发现和故障⾃动转移。也提供了 Redis 集群(Redis Cluster),一个 Redis 服务器能存储的数据是有限的,可以引入多个 Redis 服务器,每个 Redis 服务器存储一部分数据,形成 Redis 集群。
Redis 可以做什么?
要充分理解 Redis 的作⽤,需要读者对⽹站的架构有⼀定的基础理解,考虑到部分读者缺少这⽅⾯的背景知识,建议先移步为⼤家准备的 八大技术架构演进之路【小林优选,呕心沥血】对该领域的基础知识做⼀定学习后,再度继续本篇的学习。
1. 缓存(Cache)‘
使用数据库(如 Mysql)存取数据非常的慢,因为体系庞大,并且数据存储在硬盘中,所以对于用户会频繁读取的热点数据,可以将其存储在 Redis 中(Redis 体系小,并且数据存储在内存中)
缓存机制⼏乎在所有⼤型⽹站都有使⽤,合理地使⽤缓存不仅可以加快数据的访问速度,⽽且能够有效地降低后端数据源(如数据库)的压⼒。Redis 提供了键值过期时间设置,并且也提供了灵活控制最⼤内存和内存溢出后的淘汰策略。可以这么说,⼀个合理的缓存设计能够为⼀个⽹站的稳定保驾护航。
2.数据库
大多数场景下,考虑到数据存储,优先考虑到的是大,但仍然有小部分的场景,优先考虑到快,对于性能要求非常高的系统,可以用 Redis 作为数据库来存储数据,此时 Redis 中存储的是全量数据,所以要做好备份,避免数据丢失。
3.消息队列
基于消息队列,可以实现一个网络版的生产者消费者模型(关于消息队列推荐看 阻塞队列(模拟实现)),对于分布式系统来说,服务器和服务器之间有时也需要使用到生产者消费者模型。生产者消费者模型有着 解耦合,削峰填谷 等优点。
但比 Redis 更知名的消息队列业界有很多,如 RabbitMQ ,Kafka ,RocketMQ ,所以 Redis 作为消息队列其实不是最优的选择
Redis 不可以做什么?
站在数据规模的⻆度看,数据可以分为⼤规模数据和⼩规模数据,我们知道 Redis 的数据是存放在内存中的,虽然现在内存已经⾜够便宜,但是如果数据量⾮常⼤,例如每天有⼏亿的⽤户数据需要存储,使⽤ Redis 来存储的话,基本上是个⽆底洞,经济成本相当⾼。
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