Redis 概念和应用场景

目录

一、什么是Redis?

二、为什么要使用redis?

三、Redis 的使用场景

1、热点数据的缓存

2、限时业务的运用

3、计数器相关问题

4、分布式锁

5、延时操作

6、排行榜相关问题

7、点赞、好友等相互关系的存储

8、简单队列

 


一、什么是Redis?

        Redis 是一款内存高速缓存数据库。Redis 全称为:Remote Dictionary Server(远程词典服务),使用 C 语言编写,Redis 是一个 key-value 存储系统(键值存储系统),是一个基于内存的键值型 NoSQL 数据库,支持丰富的数据类型,如:String、list、set、zset、hash

        Redis 是一种支持 key-value 等多种数据结构的存储系统。可用于缓存,事件发布或订阅,高速队列等场景。支持网络,提供字符串,哈希,列表,队列,集合结构直接存取,基于内存,可持久化。


二、为什么要使用redis?

  • 读写性能优异
    • Redis 能读的速度是 110000 次 /s, 写的速度是 81000 次 /s (测试条件见下一节)。

  • 数据类型丰富

    • Redis 支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作

  • 原子性
    • Redis 的所有操作都是原子性的,同时 Redis 还支持对几个操作全并后的原子性执行。
  • 丰富的特性
    • Redis 支持 publish/subscribe, 通知,key 过期等特性。
  • 持久化
    • Redis 支持 RDB, AOF 等持久化方式
  • 发布订阅
    • Redis 支持发布 / 订阅模式
  • 分布式
    • Redis Cluster

三、Redis 的使用场景

1、热点数据的缓存

        缓存是 Redis 最常见的应用场景,之所有这么使用,主要是因为 Redis 读写性能优异。而且逐渐有取代 memcached,成为首选服务端缓存的组件。而且,Redis 内部是支持事务的,在使用时候能有效保证数据的一致性

作为缓存使用时,一般有两种方式保存数据:

  • 读取前,先去读 Redis,如果没有数据,读取数据库,将数据拉入 Redis。
  • 插入数据时,同时写入 Redis。

 

方案一:实施起来简单,但是有两个需要注意的地方

  • 避免缓存击穿。(数据库没有就需要命中的数据,导致 Redis 一直没有数据,而一直命中数据库。)
  • 数据的实时性相对会差一点。

方案二:数据实时性强,但是开发时不便于统一处理。

  • 当然,两种方式根据实际情况来适用。如:方案一适用于对于数据实时性要求不是特别高的场景。方案二适用于字典表、数据量不大的数据存储。

2、限时业务的运用

        redis 中可以使用 expire 命令设置一个键的生存时间,到时间后 redis 会删除它。利用这一特性可以运用在限时的优惠活动信息手机验证码等业务场景。

3、计数器相关问题

        redis 由于 incrby 命令可以实现 原子性 的递增,所以可以运用于高并发的秒杀活动、分布式序列号的生成、具体业务还体现在比如限制一个手机号发多少条短信、一个接口一分钟限制多少请求、一个接口一天限制调用多少次等等。

4、分布式锁

        这个主要利用 redis 的 setnx 命令进行,setnx:”set if not exists” 就是如果不存在则成功设置缓存同时返回 1,否则返回 0 ,这个特性在很多后台中都有所运用,因为我们服务器是集群的,定时任务可能在两台机器上都会运行,所以在定时任务中首先 通过 setnx 设置一个 lock, 如果成功设置则执行,如果没有成功设置,则表明该定时任务已执行。 当然结合具体业务,我们可以给这个 lock 加一个过期时间,比如说 30 分钟执行一次的定时任务,那么这个过期时间设置为小于 30 分钟的一个时间就可以,这个与定时任务的周期以及定时任务执行消耗时间相关。

在分布式锁的场景中,主要用在比如秒杀系统等

5、延时操作

        比如在订单生产后我们占用了库存,10 分钟后去检验用户是否真正购买,如果没有购买将该单据设置无效,同时还原库存。 由于 redis 自 2.8.0 之后版本提供 Keyspace Notifications 功能,允许客户订阅 Pub/Sub 频道,以便以某种方式接收影响 Redis 数据集的事件。 所以我们对于上面的需求就可以用以下解决方案,我们在订单生产时,设置一个 key,同时设置 10 分钟后过期, 我们在后台实现一个监听器,监听 key 的失效,监听到 key 失效时将后续逻辑加上

当然我们也可以利用 rabbitmq、activemq 等消息中间件的延迟队列服务实现该需求。

6、排行榜相关问题

        关系型数据库在排行榜方面查询速度普遍偏慢,所以可以借助 redis 的 SortedSet 进行热点数据的排序。

        比如点赞排行榜,做一个 SortedSet , 然后以用户的 openid 作为上面的 username , 以用户的点赞数作为上面的 score , 然后针对每个用户做一个 hash, 通过 zrangebyscore 就可以按照点赞数获取排行榜,然后再根据 username 获取用户的 hash 信息,这个当时在实际运用中性能体验也蛮不错的。

7、点赞、好友等相互关系的存储

        Redis 利用集合的一些命令,比如求交集、并集、差集等。

        在微博应用中,每个用户关注的人存在一个集合中,就很容易实现求两个人的共同好友功能

8、简单队列

        由于 Redis 有 list push 和 list pop 这样的命令,所以能够很方便的执行队列操作。

 

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