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redis简介及常见问题

klivitamJ / 2889人阅读

摘要:是单线程,从而避开了多线程中上下文频繁切换的操作。既然单线程容易实现,而且不会成为瓶颈,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。

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简介

redis全称:Remote Dictionary Server。

Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库,很像memcached,整个数据库统统加载在内存当中进行操作,定期通过异步操作把数据库数据flush到硬盘上进行保存。

因为是纯内存操作,Redis的性能非常出色,每秒可以处理超过10万次读写操作,是已知性能最快的Key-Value数据库。读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s

Redis的出色之处不仅仅是性能,Redis最大的魅力是支持保存多种数据结构,此外单个value的最大限制是512MB,不像memcached只能保存1MB的数据.

因此Redis可以用来实现很多有用的功能,比方说用他的List来做FIFO双向链表,实现一个轻量级的高性能消息队列服务,用他的Set可以做高性能的tag系统等等。另外Redis也可以对存入的Key-Value设置expire时间,因此也可以被当作一 个功能加强版的memcached来用。

特点

Redis是线程安全的(因为只有一个线程),其所有操作都是原子的,不会因并发产生数据异常

Redis的速度非常快(因为使用非阻塞式IO,且大部分命令的算法时间复杂度都是O(1))

使用高耗时的Redis命令是很危险的,会占用唯一的一个线程的大量处理时间,导致所有的请求都被拖慢。(例如时间复杂度为O(N)的KEYS命令,严格禁止在生产环境中使用)

优点

高性能

高并发

高性能

假如用户第一次访问数据库中的某些数据。这个过程会比较慢,因为是从硬盘上读取的。将该用户访问的数据存在缓存中,这样下一次再访问这些数据的时候就可以直接从缓存中获取了。操作缓存就是直接操作内存,所以速度相当快。如果数据库中的对应数据改变之后,同步改变缓存中相应的数据即可!

高并发

直接操作缓存能够承受的请求是远远大于直接访问数据库的,所以我们可以考虑把数据库中的部分数据转移到缓存中去,这样用户的一部分请求会直接到缓存这里而不用经过数据库。

为什么要用 redis 而不用 map/guava 做缓存?

缓存分为本地缓存和分布式缓存。以 Java 为例,使用自带的 map 或者 guava 实现的是本地缓存,最主要的特点是轻量以及快速,生命周期随着 jvm 的销毁而结束,并且在多实例的情况下,每个实例都需要各自保存一份缓存,缓存不具有一致性。

使用 redis 或 memcached之类的称为分布式缓存,在多实例的情况下,各实例共用一份缓存数据,缓存具有一致性。缺点是需要保持redis或memcached服务的高可用,整个程序架构上较为复杂。

redis 和 memcached 的区别

1.redis支持更丰富的数据类型(支持更复杂的应用场景):Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。memcache支持简单的数据类型,String。

2.Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用,而Memecache把数据全部存在内存之中

3.集群模式:memcached没有原生的集群模式,需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据;但是 redis 目前是原生支持 cluster 模式的.

4.Memcached是多线程,非阻塞IO复用的网络模型;Redis使用单线程的非阻塞 IO多路复用模型。

Redis快的原因

1、Redis是纯内存操作,需要的时候需要我们手动持久化到硬盘中。

2、Redis是单线程,从而避开了多线程中上下文频繁切换的操作。(单线程也会有它的缺点,也是Redis的噩梦:阻塞。如果执行一个命令过长,那么会造成其他命令的阻塞,对于Redis是十分致命的)

3、Redis数据结构简单、对数据的操作也比较简单。

4、使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM机制,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求.

5、使用非阻塞I/O多路复用模型

Redis是用”单线程-多路复用IO模型”来实现高性能的内存数据服务的,这种机制避免了使用锁,但是同时这种机制在进行sunion之类的比较耗时的命令时会使redis的并发下降。因为是单一线程,所以同一时刻只有一个操作在进行,所以,耗时的命令会导致并发的下降,不只是读并发,写并发也会下降。而单一线程也只能用到一个CPU核心,所以可以在同一个多核的服务器中,可以启动多个实例,组成master-master或者master-slave的形式,耗时的读命令可以完全在slave进行。

为什么redis是单线程

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!)。

这里我们一直在强调的单线程,只是在处理我们的网络请求的时候只有一个线程来处理,一个正式的Redis Server运行的时候肯定是不止一个线程的,这里需要大家明确的注意一下!例如Redis进行持久化的时候会以子进程或者子线程的方式执行.

为什么redis把所有数据都放到内存中?

  
redis为了达到最快的读写速度,将数据都读到内存中,并通过异步的方式将数据写入磁盘。如果不将数据放在内存中,磁盘IO速度会严重影响redis的性能。

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