对redis的理解

一 介绍

redis是一个开源的,可基于内存也可持久化的日志型、KEY-VALUE数据库,并提供多种语言的API的非关系型数据库。传统数据库遵循ACID。而Nosql(NOT only sql)是不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统,遵循CAP定理。


二 Redis支持的数据类型

1、String 字符串:格式 set key value   #redis的String可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。String类型是redis最基本的数据类型,一个键最大能存储512MB。

2、hash 哈希:格式:hmset name key1 value1 key2 value2 #redis是一个键值对集合。redis hash 是一个String类型的feild和value的映射表,hash 特别适用于存储对象。

3、List 列表:简单的字符串列表,按照插入顺序排列。添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边),

lpush name value   #在key 对应list的头部添加字符串元素  

rpush name value  #在key对应list的尾部添加字符串元素

lrem name index key #对应list中删除 count个和value相同的元素

llen name #返回key对应list的长度

4、Set 集合: sadd name value  redis的set是String类型无序集合。集合是通过哈希表实现的,所以添加、删除,查找的复杂度都是O(1)。

5、Zset 有序集合 : zadd name score value #redis zset和set 一样,也是String类型元素的集合,且不允许重复。不同的是每个元素都会关联一个double 类型的分数。redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。zset的成员是唯一的,但分数(score)是可以重复的。

三 持久化

持久化就是把内存的数据写到磁盘中去,防止服务器宕机了内存数据丢失。

redis提供了2种持久化方案:RDB(默认)和AOF :


对redis的理解_第1张图片

rdb是redis Database缩写 功能核心函数 rdbsave (生成RDB文件)和rdbLoad(从文件加在内存)两个函数

AOF是 Append only file缩写 每当执行服务器(定时)任务或者函数时flushAppendOnlyFile函数都会被调用,这个函数执行以下两个工作,aof写入保存:write #根据条件,将aof-buf中的缓存写入到AOF文件; save #根据条件,调用fsync或者fdatasync函数,将AOF文件保存到磁盘中。存储结构:内容为redis 通讯协议(RESP)格式的命令文本存储。

四 RESP ?


五  Redis架构模式

单机版

对redis的理解_第2张图片

特点:简单

缺点:1、内存容量有限;2、处理能力有限 ;3、无法高可用


集群:主从复制

对redis的理解_第3张图片

redis的复制(replication)功能允许用户根据一个redis服务器来创建任意多个该服务器的复制品,其中被复制的服务器为主服务器(master),而通过复制创建出来的服务器复制品则为从服务器(slave)。只要主从服务器之间的网络链接正常,主从服务器两者会具有相同的数据,主服务器就会一只将发生在自己的数据更新同步给从服务器,从而一只保证主从服务器的数据相同。

特点:master/slave 角色;master/slave 数据相同;降低master读压力,转交到从库

缺点:1、有单点问题,无法保证高可用;2、没有解决master的写能力;

哨兵:


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redis sentinel是一个分布式系统中监控 redis 主从服务器,并在主服务器下线时自动进行故障转移。有3个特性:

监控(Monitoring):sentinel会不断的检查你的主服务器和从服务器是否运行正常。

提醒(Notification):当被监控的某个redis服务器出现问题时,Sentinel可以通过API向管理员或者其他应用程序发送通知。

自动故障迁移(Automatic failover):当一个主服务器不能正常工作时,Sentinel会开始一次自动故障迁移操作。

特点:1、保证高可用;2、监控各个节点;3、自动故障迁移

缺点:主从模式,切换需要时间丢数据;没有解决master写的压力

集群:代理模式


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twemproxy是一个Twitter开源的一个redis和memcache快速/轻量级 代理服务器;Twemproxy是一个快速的单线程代理程序,支持Memcached ASCII 协议和redis协议

特点:1、多种hash算法:MD5、CRC16、CRC32、CRC32a、hsieh等;2、支持失败节点自动删除;3、后端sharding分片逻辑对业务透明,业务方的读写方式和操作单个redis一致

缺点:1、增加了新的proxy,需要维护其高可用;2、failover逻辑需要自己实现,其本身不能支持故障的自动转移,可扩展性差,进行扩展都需要手动干预;

集群:直连型


对redis的理解_第6张图片

从redis 3.0之后版本支持redis-cluster 集群,redis-cluster 采用无中心结构,每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。

特点:

1、无中心架构(不存在哪个节点影响性能瓶颈),少了proxy层。

2、数据按照slot存储分布在多个节点,节点间数据共享,可动态调整数据分布。

3、可扩展性,可线性扩展到1000个节点,节点可动态添加或删除。

4、高可用,部分节点不可用时,集群仍可用。通过增加slave 做备份数据副本。

5、实现故障自动failover,节点之间通过gossip协议交换状态信息,用投票机制完成slave到master的角色提升。

缺点:

1、资源隔离性较差,容易出现相互影响的情况。

2、数据通过异步复制,不保证数据的强一致性。

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