一、Java内存数据库实践之深入浅出Redis - Redis介绍

一、什么叫Redis？

 

Redis的全称是：Remote Dictionary Server

 

二、Redis的基本介绍：

 

    redis 是一个高性能的key-value数据库。 redis的出现，很大程度补偿了memcached这类keyvalue存储的不足，在部分场合可以对关系数据库起到很好的补充作用。它跟memcached类似，不过数据可以持久化，而且支持的数据类型很丰富。有字符串，链表，集合和有序集合。支持在服务器端计算集合的并，交和补集(difference)等，还支持多种排序功能。所以Redis也可以被看成是一个数据结构服务器。

    redis中的“半持久化模式”和“全持久化模式”

Redis的所有数据都是保存在内存中，然后不定期的通过异步方式保存到磁盘上(这称为“半持久化模式”)；也可以把每一次数据变化都写入到一个append only file(aof)里面(这称为“全持久化模式”)。它提供了Java，Python，Ruby，Erlang，PHP客户端，使用很方便。

 

三、 Redis与其他key-value存储有什么不同？

 

主要有以下两个方面。

• Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
• Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，应为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是， 相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。 同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

 

四、Redis是单线程的，怎么提高多核CPU的利用率？

       CPU不太可能是Redis的瓶颈，一般内存和网络才有可能是。 例如使用Redis的管道（pipelining）在liunx系统上运行可以达到500K的RPS(requests per second) ，因此，如果您的应用程序主要使用O(N) 或者O(log(N)) 的 命令，他们几乎不需要使用什么CPU。

       然而，为了最大限度的使用CPU，可以在同一个服务器部署多个Redis的实例，并把他们当作不同的服务器来使用，在某些时候，无论如何一个服务器是不够的，所以，如果你想使用多个CPU，你可以考虑一下分片（shard） 。。

在Redis的客户端类库里面，比如RB（Ruby的客户端）和Predis（最常用的PHP客户端之一），能够使用一致性哈希（consistent hashing）来处理多个Redis实例。

 

五、一个Redis实例最多能存放多少的keys，List、Set、Sorted Set他们最多能存放多少元素？

      理论上Redis可以处理多达2³²的keys，并且在实际中进行了测试，每个实例至少存放了2亿5千万的keys。我们正在测试一些较大的值。任何list、set、和sorted set都可以放2³²个元素。换句话说，Redis的存储极限是系统中的可用内存值。

 

六、如果数据集需要使用非常大的内存，但不希望使用一致性哈希或其他方式将数据集分布在不同的节点，还能采用Redis吗？

      一个可行的方案是同时使用传统数据库（Mysql或者其他的）和Redis，Redis里面存放状态信息（元数据，小但经常写的信息）和所有其他读写频繁的数据：用户身份验证token， 使用Redis List 存放与时间顺序有关的id列表、编码等等。然后使用MySQL（或其他）作为存储引擎来存放更大的数据， 创建一个自增长ID作为主键和一个较大的BLOB字段作为数据字段，访问MySQL的数据只能通过主键（ID） 。执行查询操作时，通过Redis读取数据， 但是当有读取大数据时需要通过主键（ID）访问MySQL数据库。

 

七、Redis的优点：

     性能极高 – Redis能支持超过 100K+ 每秒的读写频率。
     丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
     原子 – 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还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

 

下面是官方的bench-mark数据：
测试完成了50个并发执行100000个请求。
设置和获取的值是一个256字节字符串。
Linux box是运行Linux 2.6,这是X3320 Xeon 2.5 ghz。
文本执行使用loopback接口(127.0.0.1)。
结果:写的速度是110000次/s,读的速度是81000次/s 。

 

八、redis常用命令：

就DB来说，Redis成绩已经很惊人了，且不说memcachedb和tokyocabinet之流，就说原版的memcached，速度似乎也只能达到这个级别。Redis根本是使用内存存储，持久化的关键是这三条指令：SAVE BGSAVE LASTSAVE .

当接收到SAVE指令的时候，Redis就会dump数据到一个文件里面。值得一说的是它的独家功能：存储列表和集合，这是它与mc之流相比更有竞争力的地方。
不介绍mc里面已经有的东东，只列出特殊的：
TYPE key — 用来获取某key的类型
KEYS pattern — 匹配所有符合模式的key，比如KEYS * 就列出所有的key了，当然，复杂度O(n)
RANDOMKEY - 返回随机的一个key
RENAME oldkeynewkey— key也可以改名
列表操作，精华
RPUSH key string — 将某个值加入到一个key列表头部
LPUSH key string — 将某个值加入到一个key列表末尾
LLEN key — 列表长度
LRANGE key start end — 返回列表中某个范围的值，相当于mysql里面的分页查询那样
LTRIM key start end — 只保留列表中某个范围的值
LINDEX key index — 获取列表中特定索引号的值，要注意是O(n)复杂度
LSET key index value — 设置列表中某个位置的值
LPOP key
RPOP key — 和上面的LPOP一样，就是类似栈或队列的那种取头取尾指令，可以当成消息队列来使用了
集合操作
SADD key member — 增加元素
SREM key member — 删除元素
SCARD key — 返回集合大小
SISMEMBER key member — 判断某个值是否在集合中
SINTER key1 key2 ... keyN — 获取多个集合的交集元素
SMEMBERS key — 列出集合的所有元素
还有Multiple DB的命令，可以更换db，数据可以隔离开，默认是存放在DB 0

 

 

下一篇讲介绍：Redis的安装于配置。