关于Redis的一些总结

一、Redis是什么？

Redsi是一种高性能的key-value NOSQL数据库，内置多种数据结构，支持市面多种主流语言，使用起来简单便捷。

二、为什么使用Redis ?

因为传统的关系型数据库如Mysql不能适用于高访问流量场景，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，redis支持多种数据结构，是单线程，完全基于内存，原子性操作，没有加锁释放锁的性能消耗，支持RDB镜像持久化和AOF增量持久化，支持分布式存储，在综合考虑了他们的优缺点后，最后选择了redis。

三、Redis有哪些数据结构？应用场景是什么？

字符串String、列表List、集合Set、字典Hash、有序集合Sorted Set。

String一般用来存储简单的健值类型，如用户信息、登录信息，还有一种是数值自增、自减操作，如库存扣减。

List一般用来存储列表信息，或作为轻量级的队列，rpush生产消息，lpop消费消息，当lpop没有消息，要适当sleep一会再试，或者blopop，会阻塞直到消息到来。需要注意的是作为队列，没有重试机制，消费完消息，消息在Redis就没有了。

Set作为无序不能重复的集合，一般用来存储无序不能重复的内容，如学生姓名。

Sorted Set作为有序不能重复的集合，一般用来做排行榜，或用来做延时队列，时间戳作为score，消息内容作为key，调用zadd生产消息，zrangebyscore获取N秒之前的数据进行轮询。

四、Redis是如何持久化的？

为什么要持久化？

Redis为了保证效率，数据都是存放在内存中，一旦redis宕机或重启，内存中数据将会丢失，所以redis的数据会周期性的持久化到磁盘中，待机器重启时从磁盘中恢复数据。

持久化策略？

RDB：RDB持久化就是把当前进程数据生成快照文件保存到磁盘的过程

优点：RDB是一个紧凑的的压缩二进制文件，非常适合于备份和全量复制场景，同时恢复比较快。

缺点：没有办法做到实时持久化，持久化的时候redis进程会执行fork创建子进程，rbd的持久化过程由子进程负责，完成后自动结束，fork创建子进程是阻塞的属于重量级操作，频繁执行成本比较高。rdb使用的是特定格式的二进制保存，redis版本演进过程中有多个版本的reb文件，会存在老版本无法兼容新版rdb格式的问题

AOP：以独立日志的方式记录每次的写明命令，重启时执行AOP文件中的命令就能达到恢复数据的命令

Redis默认是以快照RDB的持久化方式，但是重启是会优先使用AOF文件来还原数据。因为AOF文件保存的数据集通常比RDB文件所保存的数据集更完整。

AOF可以做到全程持久化，配置中开启AOF。这样redis没执行一个修改数据的命令，都会被追加到AOF文件中。我们可以根据需求设置不同的同步测量，例如是每秒同步一次，这样即使发生宕机，重启后最多也丢失一秒钟的数据。所以就造成AOF文件通常要大于RDB文件。所以根据AOF回访恢复数据，可能相对于RDB慢一点。

redis支持同时开启两种持久化方式，所以我们可以综合AOF和RDB两种来选择。用AOF保证数据不丢失，作为恢复的第一选择；用RDB来做不同程度的冷备，这样在AOF文件丢失或者损坏不可用的时候，还可以使用RDB来进行快速的数据恢复。

五、Redis主从复制机制是什么？

主从复制作用？

保存Redis数据副本

当我们只是通过RDB或AOF把Redis的内存数据持久化毕竟只是在本地，并不能保证绝对的安全，而通过将数据同步Slave服务器上，可以保留多一个数据备份，更好地保证数据的安全。

读写分离

在配置了主从复制之后，如果master服务器的读写压力太大，可以进行读写分离，客户端向master服务器写入数据，在读数据时，则访问slave服务器，从而减轻master服务器的访问压力。

 

 

高可用性与故障转移

服务器的高可用性是指服务器能提供7*24小时不间断的服务，master可以通过Sentinel系统管理多个redis服务器，当master服务器发生故障时，系统会根据一定的规则将某台slave服务器升级为master服务器,继续提供服务，实现故障转移，保证Redis服务不间断。

主从复制方式？

1）、当master服务器与slave服务器正常连接时，master服务器会发送数据命令流给slave服务器,将自身数据的改变复制到slave服务器。

2）、当因为各种原因master服务器与slave服务器断开后，slave服务器在重新连上master服务器时会尝试重新获取断开后未同步的数据即部分同步，或者称为部分复制。

3）、如果无法部分同步(比如初次同步)，则会请求进行全量同步，这时master服务器会将自己的rdb文件发送给slave服务器进行数据同步，并记录同步期间的其他写入，再发送给slave服务器，以达到完全同步的目的，这种方式称为全量复制。

六、如果Redis主节点宕机，redis写服务不能使用，这时候Redis如何主备切换？

Redis使用了哨兵机制来解决这个问题。Redis Sentinel是一个分布式架构，其中包含了若干个数据节点和Sentinel节点，每个Sentinel节点都会对其他Sentinel节点和数据节点进行监控，当它发现节点不可达时，会做下线标识，如果不可达的节点是主节点，它会和其他Sentinel节点协商，当大多数Sentinel节点认为主节点下线时，Sentinel集群会选出一个Sentinel节点，来完成自动故障转移的工作，整个过程是自动的，不需要人工干预。

如图所示：

基本的故障转移过程：

1）主节点出现故障，此时两个从节点与主节点断开连接

 

2）Sentinel集群每个Sentinel节点通过定期监控发现主节点出了故障

3）当大多数Sentinel节点达成一致认为主节点故障，则选取出其中一个Sentinel节点作为领导者，进行故障转移

4）Sentinel领导者节点进行了故障转移，整个过程自动完成

5）故障转移后，整个Redis Sentinel集群，重新选取了新的主节点

七、Redis和Memcached区别？

数据类型：redis支持多种数据结构，memcached仅支持字符串
数据持久化：redis支持RDB镜像持久化，AOF增量持久化（定时同步，如1s/1次），RDB耗时，在停机时丢失大量数据，需要AOF配合，在redis实例重启时，使用RDB持久化文件重新构建内存，再使用AOF重放操作恢复重启前的状态,memcached无持久化 
线程模型：redis是单线程，完全基于内存，代码更清晰，逻辑简单，没有加锁、释放锁的性能消耗，不存在多进程、线程切换消耗CPU，memcached是多线程。
分布式：memcached不支持分布式，只能通过在客户端使用一致性哈希算法，实现分布式存储，这种方式在存储和查询时，都需要在客户端计算一次数据所在的节点。redis cluster实现了分布式的存储
内存管理机制：redis 并非所有数据都在内存中，可将没用数据交换到磁盘，而membcached数据一直在内存中，membcached将内存分割成特定长度块来存储数据，以完全解决内存碎片问题，但是这种内存利用率不高。
 

参考链接：

Redis哨兵机制

Redis Sentinel 与 Redis Cluster 的区别