redis基本类型以及优点特性

转载自 https://www.cnblogs.com/jingxiaoniu/p/6783063.html

1.什么是redis?

redis是一个基于内存的高性能key-value数据库

2.redis基本数据类型及应用场景 

支持多种数据类型：

string(字符串)  

String数据结构是简单的key-value类型，value其实不仅可以是String，也可以是数字。  常规key-value缓存应用；

list(列表)  

list就是链表，略有数据结构知识的人都应该能理解其结构。使用Lists结构，我们可以轻松地实现最新消息排行等功能。List的另一个应用就是消息队列，可以利用List的PUSH操作，将任务存在List中，然后工作线程再用POP操作将任务取出进行执行。Redis还提供了操作List中某一段的api，你可以直接查询，删除List中某一段的元素。  Redis的list是每个子元素都是String类型的双向链表，可以通过push和pop操作从列表的头部或者尾部添加或者删除元素，这样List即可以作为栈，也可以作为队列。

消息队列系统  使用list可以构建队列系统，使用sorted set甚至可以构建有优先级的队列系统。  比如：将Redis用作日志收集器  实际上还是一个队列，多个端点将日志信息写入Redis，然后一个worker统一将所有日志写到磁盘。

hash(散列)   

Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。  存储部分变更的数据，如用户信息等。

sets (集合)  

set就是一个集合，集合的概念就是一堆不重复值的组合。利用Redis提供的set数据结构，可以存储一些集合性的数据。set中的元素是没有顺序的。

sorted set(有序集合)

和set相比，sorted set增加了一个权重参数score，使得集合中的元素能够按score进行有序排列，比如一个存储全班同学成绩的sorted set，其集合value可以是同学的学号，而score就可以是其考试得分，这样在数据插入集合的时候，就已经进行了天然的排序。可以用sorted set来做带权重的队列，比如普通消息的score为1，重要消息的score为2，然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。

3.分布式

redis支持主从的模式。

原则：

Master会将数据同步到slave，而slave不会将数据同步到master。Slave启动时会连接master来同步数据。

典型的读写分离模型。利用master来插入数据，slave提供检索服务。有效减少单个机器的并发访问数量。

　　读写分离模型：

通过增加Slave DB的数量，读的性能可以线性增长，为了避免Master DB的单点故障，集群一般都会采用两台Master DB 做双机热备，所以整个集群的读和写的可用性都非常高。

　　缺陷：

不管是Master还是Slave，每个节点都必须保存完整的数据，如果在数据量很大的情况下，集群的扩展能力是受限于单个节点的存储能力，而且对于Write-intensive类型的应用，读写分离架构并不适合。

为了解决读写分离模型的缺陷，可以将数分片模型应用进来。可以将每个节点看成都是master，然后通过业务实现数据分片。结合两种模型，可以将每个master设计成由一个master和多个slave组成的模型。

4.redis优点

　　a.单线程，利用redis队列技术并将访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销

　　b.redis具有快速和持久化的特征，速度快，因为数据存在内存中。

　　c.分布式 读写分离模式

　　d.支持丰富数据类型

　　e.支持事务，操作都是原子性，所谓原子性就是对数据的更改要么全部执行，要不全部不执行。

　　f.可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后自动删除

5.回收策略

　　从最近最少使用的数据淘汰，挑选将要过期的数据淘汰。

　　volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰

　　volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰

　　volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰

　　allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰

　　allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰

　　no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据

6.redis和memcache相比，有哪些优势？

　　a.memcache所有的值均是简单的字符串，redis支持更为丰富的数据类型

　　b.redis速度比memcached快很多

　　c.redis支持持久化

7.redis与memcache区别

　　a.存储方式 memcache存在内存中，redis存在硬盘中，保证数据持久化

　　b.数据类型 memcache对数据类型支持相对简单，redis有复杂的数据类型

　　c.使用底层模型不同:底层实现方式以及客户端之间通信的应用协议不一样

　　d.redis最大可以达到1G而memcache只有1MB

8.redis 持久化

redis提供了不同级别的持久化方式，一种是RDB，一种AOF。可以同时开启两种持久化方式, 在这种情况下, 当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整.

　　RDB：在指定的时间间隔能对数据进行快照存储(隔一段时间,把内存里的数据转存在硬盘里的文件)

　优点：

• RDB是一个非常紧凑的文件,它保存了某个时间点得数据集,非常适用于数据集的备份,比如您可以在每个小时报保存一下过去24小时内的数据,同时每天保存过去30天的数据,这样即使出了问题您也可以根据需求恢复到不同版本的数据集.
• RDB是一个紧凑的单一文件,很方便传送到另一个远端数据中心或者亚马逊的S3（可能加密），非常适用于灾难恢复.
• RDB在保存RDB文件时父进程唯一需要做的就是fork出一个子进程,接下来的工作全部由子进程来做，父进程不需要再做其他IO操作，所以RDB持久化方式可以最大化redis的性能.
• 与AOF相比,在恢复大的数据集的时候，RDB方式会更快一些.

缺点：

• 如果您希望在redis意外停止工作（例如电源中断）的情况下丢失的数据最少的话，那么RDB不适合您.虽然您可以配置不同的save时间点(例如每隔5分钟并且对数据集有100个写的操作),是Redis要完整的保存整个数据集是一个比较繁重的工作,您通常会每隔5分钟或者更久做一次完整的保存,万一在Redis意外宕机,您可能会丢失几分钟的数据.
• RDB 需要经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的过程是非常耗时的,可能会导致Redis在一些毫秒级内不能响应客户端的请求.如果数据集巨大并且CPU性能不是很好的情况下,这种情况会持续1秒,AOF也需要fork,但是您可以调节重写日志文件的频率来提高数据集的耐久度.

　　AOF：每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据,AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾.Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大.

优点：

• 使用AOF 会让您的Redis更加耐久: 您可以使用不同的fsync策略：无fsync,每秒fsync,每次写的时候fsync.使用默认的每秒fsync策略,Redis的性能依然很好(fsync是由后台线程进行处理的,主线程会尽力处理客户端请求),一旦出现故障，您最多丢失1秒的数据.
• AOF文件是一个只进行追加的日志文件,所以不需要写入seek,即使由于某些原因(磁盘空间已满，写的过程中宕机等等)未执行完整的写入命令,您也也可使用redis-check-aof工具修复这些问题.
• Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对 AOF 进行重写： 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的，因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中，会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面，即使重写过程中发生停机，现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕，Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件，并开始对新 AOF 文件进行追加操作。
• AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作， 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存， 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂， 对文件进行分析（parse）也很轻松。 导出（export） AOF 文件也非常简单： 举个例子， 如果您不小心执行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重写， 那么只要停止服务器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重启 Redis ， 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。

缺点：

• 对于相同的数据集来说，AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。 根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下， 每秒 fsync 的性能依然非常高， 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快， 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时，RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间（latency）。

9.Redis快照

在默认情况下， Redis 将数据库快照保存在名字为 dump.rdb的二进制文件中。您可以对 Redis 进行设置， 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时， 自动保存一次数据集。您也可以通过调用 SAVE或者 BGSAVE ， 手动让 Redis 进行数据集保存操作。

比如说， 以下设置会让 Redis 在满足“ 60 秒内有至少有 1000 个键被改动”这一条件时， 自动保存一次数据集:save 60 1000

这种持久化方式被称为快照 snapshotting.