Redis¶

Redis 是一个非常流行的开源key-value存储系统，其性能高效，支持多种数据结构。参阅缓存方案对比查看Redis和其他缓存方案的比较。

线程模型¶

Redis 主要使用单线程模型来处理命令，这意味着它在任何给定时间只在一个线程上执行命令。

尽管是单线程的，Redis 仍然可以支持高并发。这是因为它主要在内存中操作，并且大多数命令的执行时间非常短，这使得即使是单个线程也能以极高的速度处理大量请求。

Redis 使用 I/O 多路复用技术，可以同时处理多个网络连接，这也有助于实现高并发。

支持的数据类型¶

• 字符串（Strings）
• 哈希（Hashes）
• 列表（Lists）
• 集合（Sets）
• 有序集合（Sorted Sets）
• 位图（Bitmaps）- 基于字符串类型实现的一种数据结构。在 Bitmaps 中，每个元素称为位（bit），其值可以是 0 或 1。
• 超日志（HyperLogLogs）- 用于高效计算数据集唯一元素个数（基数）的概率数据结构。用于需要统计大量数据的唯一值数量，但又不要求绝对精确的场景。
• 地理位置（Geospatial Indexes）- 基于 Sorted Sets 实现，允许将经纬度相关的数据存储为键值对。用于地理位置查找，路径规划和地理围栏等场景。
• 流（Streams）

集群方式¶

• Redis集群：提供了数据分片，每个节点只保存部分数据。适用于需要高可用和数据分区的场景。
• 主从复制：一个主节点和一个或多个从节点，适用于读取操作比写入操作多的情况。
• 哨兵模式：用于监控主从集群，提供故障转移和服务发现功能，适合需要高可用但不需要分片的环境。

持久化¶

• RDB（Redis Database）：定期将内部状态快照保存到本地硬盘
  • 优点：RDB是非常紧凑的单文件时间点表示形式，非常适合备份。
  • 优点：适合灾难恢复，作为一个紧凑的文件，可以传输到远程数据中心或 Amazon S3。
  • 优点：提高了 Redis 的性能，因为 Redis 父进程为了持久化需要做的唯一工作就是派生一个子进程，该子进程将完成其余所有工作。父进程永远不会执行磁盘 I/O 或类似操作。
  • 优点：与 AOF 相比，RDB可以更快地在大数据集上重启。
  • 缺点：RDB 牺牲了数据完整性，两次 RDB 之间的数据无法恢复。
• AOF（Append Only File）：Redis 会将操作日志实时保存到本地硬盘
  • 优点：AOF将数据丢失风险降到最低
  • 优点：AOF日志是仅追加日志，因此不会出现查找问题，并且在断电时也不会出现损坏问题。
  • 缺点：对于相同的数据集，AOF 文件通常比等效的 RDB 文件大。
  • 缺点：AOF 可能比 RDB 慢，具体取决于确切的 fsync 策略。一般来说，将 fsync 设置为每秒一次的性能仍然非常高，并且禁用 fsync 后，即使在高负载下，它也应该与 RDB 一样快。

键驱逐策略¶

在Redis设置了最大内存maxmemory的情况下，当最大内存达到时，通过配置maxmemory-policy键驱逐策略（Eviction Policy）来指导Redis如何驱逐键。以下是支持的算法。

• LRU（least recently used）：移除最近最少使用的；适用于保留最新的数据的场景
• LFU（least frequently used）：移除最不常用的；适用于保留倾向于热数据的场景
• Random：随机移除；适用于对数据集的访问量是均匀分布的场景
• TTL：移除剩余最短TTL的键；适用于要提示Redis应该选择移除哪些键的场景

和是否设置了expire时间结合，共有以下不同的策略：

	设置了expire	没有设置expire
LRU	volatile-lru	allkeys-lru
LFU	volatile-lfu	allkeys-lfu
Random	volatile-random	allkeys-random
TTL	volatile-ttl	N/A

与 Java 集成的三方库¶

• Jedis：一个小型且直接的 Redis 客户端，它提供了简单易用的 API 来与 Redis 交互。
• Redisson：提供了许多高级分布式和可扩展数据结构，例如分布式锁、队列等。

扩展性（Lua 脚本）¶

Redis 支持 Lua 脚本，这意味着可以在服务器端执行复杂的操作，从而减少网络往返次数。Lua 脚本用于创建复杂的事务、自定义命令和进行高级数据处理操作。通过 Lua 脚本，Redis 可以实现更复杂和高效的数据处理逻辑。

Java三方库Redisson使用了Lua来实现众多高级和抽象的功能如锁、队列、映射、集合等。