Redis 高级功能

一、Redis 管道技术

1.1 背景

想象一下，现在需要向 Redis 中添加大量的 KV 对，可以通过直接调用大量的 set 命令来完成，比如：

127.0.0.1:6379> SET Key0 Value0
127.0.0.1:6379> SET Key1 Value1
......
127.0.0.1:6379> SET KeyN ValueN

然而这种方法存在一个问题：
Redis-server 在处理每个 command 时，都存在一个 round-trip，所以如果每个 command 都单独传送的话必定会产生大量的 round-trip，这极大地影响了Redis 性能。
通过管道技术就可以避免上述问题。管道技术通过如下方式来实现：
将多个 Redis 命令进行"打包"，然后通过管道一同发送给 Redis-server，然后一同得到响应结果，以提升 Redis 处理效率。

客户端向服务端发送一个查询请求，并监听Socket返回，通常是以阻塞模式，等待服务端响应。这个过程如同tcp的调用同步化（异步阻塞），管道就是为了优化这种情况

注意：RTT(Round-Trip Time): 往返时延。在计算机网络中它是一个重要的性能指标，表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后便立即发送确认），总共经历的时延。

管道命令：redis-cli --pipe。

1.2 举例

使用 Redis 管道 pipe 的常用步骤：

将要执行的所有命令写入一个 txt 文件；
将 txt 文件中的命令塞入管道 pipe；
等待处理结果。

$ cat data.txt 
SET Key0 Value0
SET Key1 Value1
SET KeyN ValueN

# 在 shell 中执行命令
cat data.txt | redis-cli --pipe

# 命令执行结束后会打印如下信息：
All data transferred. Waiting for the last reply...
Last reply received from server.
errors: 0, replies: 3

Redis 中查看执行结果：

127.0.0.1:6379> keys *
1) "Key1"
2) "Key0"
3) "KeyN"

二、Redis 事务和管道的区别

Redis 中的事务和 Oracle 中的类似，具有原子性（要么彻底完成，要么不做）和顺序性（按命令请求的先后顺序执行）。
Redis 中事务和管道的主要区别在于：

管道：client 端行为，将多个命令打包一同（而不是先发一个，再接着发下一个命令）发给 server端，并监听 Socket 返回，通常以阻塞形式等待服务器处理结果；pipe 中的命令一旦到达server根据顺序就会被立即执行；
事务：server 端行为，是指 server 对于client 发过来的多个请求命令进行批处理。以 multi 命令开启事务，接着逐个接收来自 client 端的命令（放入队列queue中），server 会等待直至使用命令exec，才开始批处理这段时间区间内所接收的所有命令。

Redis 事务举例：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "Key1"
2) "Key0"
3) "KeyN"
4) "k1"
5) "k3"
6) "k2"

三、Redis 分布式锁

首先需要明白这里的“锁”，并不是真正意义上的锁。Redis 的 setnx命令具有如下作用：

当 key 存在时，返回 0，不更新其 value；
当 key 不存在时，插入 key-vlaue。

先拿· setnx 来争抢锁，抢到之后，再用expire给锁加一个过期时间防止锁忘记了释放。这时候对方会告诉你说你回答得不错，然后接着问如果在 setnx 之后执行 expire 之前进程意外crash或者要重启维护了，那会怎么样？这时候你要给予惊讶的反馈：唉，是喔，这个锁就永远得不到释放了。紧接着你需要抓一抓自己得脑袋，故作思考片刻，好像接下来的结果是你主动思考出来的，然后回答：我记得set指令有非常复杂的参数，这个应该是可以同时把setnx和expire合成一条指令来用`的！对方这时会显露笑容，心里开始默念：摁，这小子还不错。
jedis.set(String key, String value, String nx, String expx, int time)，这个set()方法一共有五个形参：

第一个为key，我们使用key来当锁，因为key是唯一的。
第二个为value，我们传的是requestId，很多童鞋可能不明白，有key作为锁不就够了吗，为什么还要用到value？原因就是我们在上面讲到可靠性时，分布式锁要满足第四个条件解铃还须系铃人，通过给value赋值为requestId，我们就知道这把锁是哪个请求加的了，在解锁的时候就可以有依据。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
第三个为nx，这个参数我们填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即当key不存在时，我们进行set操作；若key已经存在，则不做任何操作；
第四个为expx，这个参数我们传的是PX，意思是我们要给这个key加一个过期的设置，具体时间由第五个参数决定。
第五个为time，与第四个参数相呼应，代表key的过期时间。

四、分区

分区的目的是让多个 Redis 实例能够同时各自处理一份大数据中的分块（通过增加机器、内存），从而提高Redis的处理性能。分为：

范围分区；
哈希分区；

4.1 范围分区

映射一定范围的对象到特定的Redis实例。比如，ID从0到10000的用户会保存到实例R0，ID从10001到 20000的用户会保存到R1，以此类推。
这种方式是可行的，并且在实际中使用，不足就是要有一个区间范围到实例的映射表。这个表要被管理，同时还需要各种对象的映射表，通常对Redis来说并非是好的方法。

4.2 哈希分区

用一个 hash 函数将 key 转换为一个数字；
对这个整数取模，将其转化为 0-num 之间的数字（其中 num+1 是 redis 实例数或者分区数）；

即 hash(key) % num。

五、Redis 集群、分区和哨兵的关系

Redis Sentinal着眼于高可用，在master宕机时会自动将slave提升为master，继续提供服务。
Redis Cluster着眼于扩展性，在单个redis内存不足时，使用Cluster进行分片存储。

https://www.cnblogs.com/silyvin/p/11559433.html
https://redis.io/topics/mass-insert
https://www.jianshu.com/p/84b655a55bf5
https://blog.csdn.net/weixin_42740530/article/details/100940519