深入理解redis之特性简介与性能测试工具redis-benchmark

什么是redis

Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability）。

测试性能

​ redis-benchmark是一个压力测试工具，是官方自带的性能测试工具。

​ 使用方法：redis-benchmark [option] [option value]

redis 性能测试工具可选参数如下所示：

序号	选项	描述	默认值
1	-h	指定服务器主机名	127.0.0.1
2	-p	指定服务器端口	6379
3	-s	指定服务器 socket
4	-c	指定并发连接数	50
5	-n	指定请求数	10000
6	-d	以字节的形式指定 SET/GET 值的数据大小	2
7	-k	1=keep alive 0=reconnect	1
8	-r	SET/GET/INCR 使用随机 key, SADD 使用随机值
9	-P	通过管道传输 请求	1
10	-q	强制退出 redis。仅显示 query/sec 值
11	–csv	以 CSV 格式输出
12	*-l*（L 的小写字母）	生成循环，永久执行测试
13	-t	仅运行以逗号分隔的测试命令列表。
14	*-I*（i 的大写字母）	Idle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。

开始测试吧：

#测试 100个并发连接 100000个请求
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000

入门知识

​ redis默认有16个数据库这一点可以在配置文件中找到

默认使用的是第0个数据库，可以使用select命令来切换数据库。

//查看db大小
127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 4
//切换数据库
127.0.0.1:6379> select 3
OK
127.0.0.1:6379[3]> dbsize
(integer) 0

不同的数据库之间彼此相互独立

127.0.0.1:6379[3]> set name lingg
OK
127.0.0.1:6379[3]> dbsize
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> get name
"lingg"
127.0.0.1:6379[3]> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> get name
(nil)
127.0.0.1:6379[1]> 

redis是单线程的

为什么？

官方FAQ表示，因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了（毕竟采用多线程会有很多麻烦！）。

​ 问题：为什么单线程还这么快？

1. 基于内存操作：首先，传统数据库多线程慢的原因的I/O速度慢，而redis绝大部分操作都是在内存中进行的。
2. 经过优化：redis本身的数据结构是专门设计的，数据结构简单，针对数据结构的操作也简单
3. 减少开销：正是因为redis是单线程的，所以避免了多线程的cpu时间片轮换锁需要的上下文切换所需要的开销。不存在各种各样锁的问题，没有加锁和释放锁的操作。
4. 多路复用I/O：使用linux的多路复用I/O模型中的epoll模型，非阻塞I/O模型。IO模型介绍请看这里
5. 自建VM：底层实现方式以及与客户端通信的应用协议不一样，redis构建了自己的VM，因为通过系统调用调用系统函数的话存在一定的时间开销。

但是，我们使用单线程的方式是无法发挥多核CPU 性能，不过我们可以通过在单机开多个Redis 实例来完善！

核心：redis将所有的数据全部放在内存中的，所以说使用单线程去操作效率就是最高的，多线程（CPU上下文会切换：耗时），对于内存来说，如果没有上下文切换效率就是最高的，多次读写都使用同一个CPU，在内存情况下，单线程的效率就是最高的。

基础操作

查看所有的key :keys *

127.0.0.1:6379> keys *
1) "mylist"
2) "key:__rand_int__"
3) "myhash"
4) "counter:__rand_int__"

清空当前数据库 :flushdb

127.0.0.1:6379[3]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "mylist"
2) "key:__rand_int__"
3) "myhash"
4) "counter:__rand_int__"
127.0.0.1:6379> flushdb 
OK
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)

清除全部数据库：flushall

127.0.0.1:6379> select 0
OK
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6379> set name "lingg"
OK
127.0.0.1:6379> get name
"lingg"
127.0.0.1:6379> select 2
OK
127.0.0.1:6379[2]> flushall
OK
127.0.0.1:6379[2]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6379> 

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