我们为什么使用 Redis?

如果你从来没使用过 Redis 数据库,那你肯定会问,为什么我们要用 Redis 数据库,我只使用 MySQL 或 Oracle 就够了。其实 Redis 虽叫数据库,可又不是传统意义上的关系型数据库,Redis 是一个高性能的 Key-value 数据库。

到了今天,Redis 已经进入了成熟期。数以千计的开发者都在开发和使用这个数据库,Redis 拥有非常完善的文档。大家知道,要想在几百万用户中找到某条数据,是很难通过关系数据库在十几秒查询到的。于是我选择了 Redis,在不断优化后每次操作可以控制在 1 秒钟甚至更短,带给我相当大的震撼。

1、认识 Redis

在 Redis 之前,很多互联网公司会使用 MySql + Memcached 架构,这个架构虽然适合于海量数据存储,但随着业务的增加,会出现很多问题,例如,MySQL 数据库经常拆表,导致 Memcached 也不断扩容;同步问题;命中率低,导致直接穿透 Memcached 进入 DB 查询,DB资源池是有限的,进而宕机。这些问题都会导致 Memcached 其实并不好用。

Redis 就在这种时代背景中产生,你会发现 Memcached 遇到的问题都被 Redis 给解决了。如果你用过 Memcached,你就会感受到 Redis 绝对不是简单的 Key-value 数据,还有 list、set、哈希等各种数据类型的存储,同时支持冷热备份和主从复制,不但解决了数据库的容错,还能轻易地将数据分布到多个 Redis 实例中。

2、Redis 的八大特性

特性一,速度极快。由于 Redis 是开源的,当你打开源代码,就会发现 Redis 都是用 C 语言写的,C 语言是最接近计算机语言的代码,而且只有区区 5 万行,保证了 Redis 的速度。同时一个 Redis 只是一个单线程,其真正的原因还是因为单线程在内存中是效率最高的。

特性二,持久化。Redis 的持久化可以保证将内存中的数据每隔一段时间就保存于磁盘中,重启的时候会再次加载到内存。

特性三,支持多种数据结构。分别支持哈希、集合、BitMaps,还有位图(多用于活跃用户数等统计)、HyperLogLog(超小内存唯一值计数,由于只有 12K,是有一定误差范围的)、GEO(地理信息定位)。

特性四,支持多种编程语言。支持Java、PHP、Python、Ruby、Lua、Nodejs。

特性五,功能丰富。如发布订阅、Lua 脚本、事务、Pipeline。

特性六,简单。不依赖外部库、单线程、只有 23000 行 Code。

特性七,主从复制。主节点的数据做副本,这是做高可用的基石。

特性八,高可用和分布式。Redis-Sentinel(v2.8)支持高可用,Redis-Cluster(v3.0)支持分布式。

3、那么 Redis 用在哪些场景呢?

Redis 最大的作用是增加你原来的访问性能问题,试想如果项目已经搭建好,这个项目一般是不太可能更换的。但是 Redis 独特的存在是只需要增加一层,把常用的数据存放在 Redis 即可。

无论是什么架构,你都可以将 Redis 融入项目中来,这可以解决很多关系数据库无法解决的问题。比如,现有数据库处理缓慢的任务,或者在原有的基础上开发新的功能,都可以使用 Redis。接下来,我们一起看看 Redis 的典型使用场景。

1. 缓存系统。这是 Redis 使用最多的场景。Redis 能够替代 Memcached,让你的缓存从只能存储数据变得能够更新数据,因此你不再需要每次都重新生成数据。网络中总是能够看到这个技术更新换代,Redis 的原生命令,尽管简单却功能强大,把它们加以组合,能完成的功能是无法想象的。

2. 计数器。如转发数、评论数,有了原子递增(Atomic Increment),你可以放心的加上各种计数,用 GETSET 重置,或者是让它们过期。目前新浪是号称史上最大的 Redis 集群。

3.消息队列系统。虽然 Kafka 更强,但是简单的可以使用 Redis。运行稳定并且快速,支持模式匹配,能够实时订阅与取消频道。

Redis 还有阻塞队列的命令,能够让一个程序在执行时被另一个程序添加到队列。你也可以做些更有趣的事情,比如一个旋转更新的 RSS Feed 队列。

4.排行榜及相关问题。实际就是一种有序集合。对于 Redis 来说,如果你要在几百万个用户中找到排名,其他数据库查询是非常慢的,因为每过几分钟,就会有几百万个不同的数据产生变化,但是 Redis 却可以轻松解决。

5.社交网络。Redis 可以非常好地与社交网络相结合,如新浪微博、Twiter等,比如QQ和用户交互的时候,用户和状态消息将会聚焦很多有用的信息,很多交互如实时聊天就是通过 Redis 来实现的。

6.按照用户投票和时间排序。Reddit 的排行榜,得分会随着时间变化。LPUSH 和 LTRIM 命令结合运用,把文章添加到一个列表中。一项后台任务用来获取列表,并重新计算列表的排序,ZADD 命令用来按照新的顺序填充生成列表。列表可以实现非常快速的检索,即使是负载很重的站点。

7.过期项目处理。通过 Unix 时间作为关键字,用来保持列表能够按时间排序。对 currenttime 和 timeto_live 进行检索,完成查找过期项目的艰巨任务。另一项后台任务使用 ZRANGE...WITHSCORES 进行查询,删除过期的条目。

8.实时系统。使用位图来做布隆过滤器,例如实现垃圾邮件过滤系统的开发变的非常容易。

综上所述, Redis 的应用是非常广泛的,而且在实际使用中是非常有价值的。你可以让网站向 100 万用户推荐新闻、可以实时显示最新的项目列表、在游戏中实时获得排名、获得全球排名等等。

Redis 的出现,解决了传统关系数据库的短板,让开发变的更加简单和高效,大大提高了开发效率,也在用户体验上获得更加实时的体验。随着 Redis 的使用越来越广泛,将会有更多的开发者加入 Redis 的使用和开发上来。

原文发布于微信公众号 - GitChat精品课(CSDN_Tech)

原文发表时间:2018-11-06

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