Redis，分布式系统中不可少的缓存中间件

1.为什么要用缓存

内存在整个计算机系统来说也就是一个缓存，CPU操作内存速度很快；因为操作数据的时候，先从硬盘中取出数据放到内存中，然后CPU操作数据

缓存：提升访问效率，将一些频繁访问地放在缓存里面

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常见的缓存：
Ehcache:继承在应用服务器里面内，很好集成，方便简易；容量小
Mem cache：存储类型很单一，就是字符串
Redis:存储类型丰富，性能非常高，可靠性高
下面重点介绍Redis
1.Redis是一种nosql （not only sql）
有以下特性：
key value 双列集合 map
value 支持多种多样 ：

• string
• hash(相当于对象)
• list
• set
• sorttedSet
  key 有过期特性,唯一的；
  2.Redis具有发布订阅功能
  3.Redis具有一定的持久化的特性

2.数据类型String，分布式锁

2.1 String的基本操作

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默认是-1，即永久存储的
设置过期时间：

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如果我们这时候再set同一个key，里面的值会被覆盖掉

2.2 setnx

setnx:只有当key不存在的时候才能设置成功，否则设置失败

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设置成功会返回1，否则为0
可以起到分布式锁的作用
锁的意思是，拿着锁去操作资源,我有了这把锁就可以把资源给锁上，只有我才可以用，其他人只能选择等待。

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如图：
当我们处于分布式环境下想要操作同一个资源的时候，我们可以用同一个key然后setnx。谁set成功了，谁就获得该锁，然后可以获取到资源，然后进行操作。

3.Hash，list，set操作

3.1 Hash操作

如下图所示：
hmset:可以设置一个对象，属性：值形式
hgetall key 可以获取key 的所有值
hget key field :获得单个属性的值
hset key field ：设置单个属性的值
下面是演示：

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3.2 List

list的基本指令：
lpush:把一个元素压栈；
lrange:显示指定范围内的所有元素；如果上限大于List长度 ，则返回所有元素
lindex:返回某一个索引的值
lpop:从栈顶移除一个元素
rpop:从栈底移除一个元素
下面是演示：

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3.3 Set

sadd:添加元素；
smembers:获取set的元素
spop:移除元素；
srem:删除一个元素；
sinter:找出两个集合的交集
sdiff:找出两个集合的差集
下面是演示：

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3.4 SortedSet

sortedSet可以用来做排行榜，因为每个key后面都会一定的分数，根据分数来排序

zdd：添加元素

zrange：返回所有元素，已经按分数排序
有一个可以倒序输出的指令，因此我们如果做排行榜的话，可以将销量作为分数，商品的名字作为member

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4.Java代码操作Redis

1.首先引入jedis的包；
2.然后根据api去操作就好了。非常简单，和我们操作命令行差不多。详情参考一下网上的DEMO

5.Redis发布订阅

要有订阅者和发布者的存在
可以起到异步解耦的作用。比如：异步发短信这些和主要逻辑功能没关系的，可以考虑用发布订阅这些。
让多个系统进行通信。
这里知道有这个概念就好了。因此我们平时在开发中，Redis这个发布订阅功能用的不多，我们有专业的各种MQ帮我们处理。

6.Redis事务

6.1Redis事务的演示

multi：开启事务
exec：执行事务
演示：

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上面演示的是成功的情况。而失败的情况一般包含两种

• 语法失败，不会执行操作
• 第二种情况，语法没有出错，两个的key相同，会入队列。执行事务的时候，会把脏数据放进去；如图：
  
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  注意：Redis不是关系型数据库，Redis没有回滚的概念

6.2 watch的演示

watch：监控的key，在事务无法改变key
unwatch:撤销监控

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总结：
Redis事务非常鸡肋，生产上几乎不会用，面试会问问

7.Redis持久化

有两种方式：一种是快照，一种是AOF

7.1快照（一般不会用）：持久化到磁盘

我们在redis.conf文件中可以找到对应的配置

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900 1:900s以内，有一个key改变就把一个Key放磁盘里面
300 10：300s以内，有10个key发生改变，会持久化到磁盘
以此类推
优点：
会把所有的数据持久化到磁盘
缺点：
效率低，影响性能和数据的浪费
如果要禁用的话直接把save禁止掉

7.2AOF(append only file)

只是把改变的添加到某一个磁盘里面，当下次Redis启动的时候就加载这些改动的部分

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把No改为Yes就可以启用AOF模式
AOF也有三种模式，一般我们会用第二种模式

• appendfsync always:只要添加一条就放到磁盘里面，效率低（一般不用）
• appendfsync everysec：每秒中有多少改变都写到磁盘(就算Redis挂了，有些数据丢失，影响不会那么大)
• appendfsync no：多久同步一次，不是我们控制的，完全依赖于操作系统，Redis（一般不用）
  AOF和快照模式的比较
  存储结构:
  内容是redis通讯协议(RESP )格式的命令文本存储。
  比较：
  1、aof文件比rdb更新频率高，优先使用aof还原数据。
  2、aof比rdb更安全也更大
  3、快照性能比aof好
  4、如果两个都配了优先加载AOF。

7.3Redis内存

Redis是一个内存数据库
Redis的容量依赖于内存的大小
Redis可以自己设定内存大小
如果我们自己设了内存大小的话，同时要设置内存策略；
Redis默认使用的是LRU算法
LRU算法：
长时间不用的数据（key），会从Redis中删除

8.Redis面试理论

Redis集群出现之前如果实现高可用：
主从复制，主服务器要什么改变都复制到从服务器
缺点：
数据量会非常大，每一个从服务器数据量和主服务器一样
3.0以后Redis有了集群的解决方案。

8.1Redis Cluster分区实现原理

槽（slot）概念
Redis Cluster中有一个16384长度的槽的概念，他们的编号为0、1、2、3……16382、16383。这个槽是一个虚拟的槽，并不是真正存在的。正常工作的时候，Redis Cluster中的每个Master节点都会负责一部分的槽，当有某个key被映射到某个Master负责的槽，那么这个Master负责为这个key提供服务，至于哪个Master节点负责哪个槽，这是可以由用户指定的，也可以在初始化的时候自动生成（redis-trib.rb脚本）。这里值得一提的是，在Redis Cluster中，只有Master才拥有槽的所有权，如果是某个Master的slave，这个slave只负责槽的使用，但是没有所有权。

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这张图的意思是：比如我们有一个客户端请求了某个key发现不在某个节点上，该节点会找到这个key所在的节点，然后返回给客户端，让客户端重新发起请求。

8.2Redis的线程模型

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Redis是单线程，单进程的程序。一个指令来了，先放进队列里面，先进先出；为什么单线程还这么快，因为是运行在内存里面，CPU操作内存速度是非常快的