什么是redis ？

redis: 主要用来做数据缓存，redis运行在内存中，数据也保存在内存中。

缓存：让数据离程序更近。

一般也把redis称为中间件。数据库、缓存和消息中间件

NoSQL（Not Only SQL 不仅仅是 SQL）：泛指非关系型的数据库。

关系型数据库与非关系型数据库

关系型数据库：使用标准的SQL语言进行操作（表与表之间的关系）

不能代替，基本的数据还是存储在关系型数据库中

优点：易于理解，使用方便，易于维护

sql不足：IO瓶颈，海量数据查询效率低。

非关系型数据库：没有固定的关系，以键值对的形式进行存储（key-value）

优点：结构简单易拓展（以键值对），高性能，灵活的数据类型。

不足：只适合存放简单的数据，不适合放时间太久，太多。

两者不是相互替代，是相辅相成的，相互协调。

Redis 优势

redis特点：

• 易拓展

• 高性能

• 灵活的数据类型

Redis与其他非关系型数据:

• 性能极高（读写速度快）

• 丰富的数据类型（list、set、Map等）

• 原子性 (所有的操作都是原子性的)

• 丰富的特性 (支持publish,通知等)

Redis

• 通过键值对存储在内存中，也可以存储在硬盘上。

• 存储过程简单，高性能，易于扩展，支持多语言，保证操作的原子性。

• 支持多种数据类型。

安装配置

1. 安装准备

检查 gcc 版本: gcc -v

Redis6 以上版本要求 gcc 必须在 5.3 以上

如果不能满足需求,升级 gcc,步骤如下:

yum -y install centos-release-scl

yum -y install devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc-c++ devtoolset-9-binutils

scl enable devtoolset-9 bash 需

要注意的是 scl 命令启用只是临时的，退出 shell 或重启就会恢复原系统 gcc 版本。 如果要长期使用 gcc 9.3 的话执行下面命令. echo -e "\nsource /opt/rh/devtoolset-9/enable" >>/etc/profile

如果已经安装 gcc,版本满足要求,跳过上面升级步骤. 如果没有安装 gcc,安装步骤:

dnf group install "Development Tools" dnf install man-page

1. 安装
2. 下载安装包
3. 上传redis
4. 解压： tar -zxvf redis-6.0.8.tar.gz
5. cd redis-6.0.8
6. 预编译：make
7. 创建redis文件夹：mkdir -p /opt/redis
8. 安装到指定的目录 ： make install PREFIX=/opt/redis
9. ./redis-server 启动服务

Redis的数据类型

redis是以键值对进行存储的，键都是String.

5种数据类型指的是数据类型：

String（字符串）、Hash、List、Set、Zset

6种底层数据结构： 简单动态字符串、双向链表、压缩列表、哈希表、调表和整数数组

存储数据的时候，用的是Hash结构，可以通过key来计算位置，将key-value都存储在此位置。

哈希冲突问题：

它提供两块内存空间，相当于扩容，将原来的映射，渐进式的复制到扩容后的哈希表中，然后释放之间的空间。

String（字符串）

单值缓存

例：

• set  key value
• get ket
• del key

对象缓存

建议对象的值，不再改变。

例：set user:1 value(json 格式数据)  如：品牌规格等

计数器 

例：

• set   news_views:1   0   设置文章的访问量
• incr   news_views:1   +1  值自增 1，值必须是数字。
• decr    news_views:1   -1  值自减1，
• get     news_views:1   获得值

Web集群 session 共享

   session + redis 实现session共享

Hash结构

适合存储数据（适合存储需要改变对象属性值的场景）

users： acc1  123   ph1   153

             acc2   312  ph2  135

• hset   key   属性  值   存储一个哈希表key的键值。
• hmset key  属性1   值1  属性2   值2
• hmget  key 属性1 属性2
• hdel   key  属性    获取哈希表key对应的属性键值
• hlen  key 返回哈希表key中的属性的数量
• hgetall  key  返回哈希表key 中所用的键值
• hincrby   key   属性   增加的值（减少给负数）

List(列表)

• lpush   key  value[value...]   将一个或多个值插入到key列表的表头
• rpush   key  value[value...]   将一个或多个值插入到key列表的表尾
• lpop  key  移除并返回key列表的头元素
• rpop  key  移除并返回key列表的尾元素
• lrange  key start stop 返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start 和 stop

Set(集合)

Redis的Set集合是无序集合。

• sadd key member[member...] 往集合 key 中存入元素，元素存在则忽略，若 key 不存在则新建
• srem key member[member...] 从集合 key 中删除元素
• smembers key 获取集合 key 中所有元素
• scard key 获取集合 key 的元素个数

Zset(有序集合)

redis zset 也是不允许重复的成员,但是是有序的。

Redis相关问题

redis线程模型

redis是单线程模式还是多线程模式.

不同版本的区别：

6.x之前是真正意义上的单线程，处理客户端的连接和执行操作的命令，都是由一个线程完成的。

6.x之后引入多线程，处理客户端请求是由专门的线程处理，执行命令还是单线程。

为什么是单线程模式，速度还非常快？

1. 数据存储在内存中，读取速度快，cpu不是性能瓶颈

2. 结构简单，key-value 底层是哈希结构，查询操作速度是O(1)

3. 采用IO多路复用，非阻塞IO模型，提高连接访问效率

4. 单线程执行命令，不存在线程切换，节省开销，而且是线程安全的。

Redis 持久化

IO对象序列化，对象的反序列化 对象信息持久保存到硬盘上。

mysql jdbc

mybatis 是一个java的数据持久层框架

redis数据是存储在内存中，内存数据是临时保存的。

redis是支持将数据持久化到硬盘。

redis是如何进行数据持久化的？ 

RDB(Redis DataBase)和AOF(Appebd Only File)

这两种方式都在redis.conf文件可以配置

redis默认使用RDB方式。

配置触发持久化的机制：

1. save m n save 多少秒内 多少键

2. flushall 命令

3. 退出

AOF:

以日志的形式，将写命令存储到文件 set name jim

还原时，将命令逐个执行还原数据

默认是不开启的 appendonly no

同步机制

appendfsync always 每次set记录一次

appendfsyns everysec 每秒记录一次

Redis事务

redis在执行单条命令时，是原子性（单线程的一次只能有一个线程执行命令），有时候，一次操作需要执行多条命令，如何保证多条命令整体执行。

可以通过redis事务执行：

开启事务：multi

添加命令：... 命令添加进来不会立即执行，添加到一个多列。

执行exec命令时，才会将对列中的多条命令依次执行，执行一个事务多条命令时，其他客户端会被隔离，不会交替执行，但是事务不保证多条命令执行的原子性（假如执行3条命令，其中一条语法错误，那么会将其他两条正确的命令继续执行）

• 开始事务（MULTI）
• 命令入队
• 执行事务（EXEC）、撤销事务（DISCARD ）

主从复制

主从---> 主机和从机（集群架构）

主机负责写数据，将数据同步到从机，一般的读数据从从机查询，

实现读写分离：写命令由主机执行，而读命令由从机执行。

为什么要使用集群？

如果只有一台redis服务，万一服务宕机，所有的请求都会到达mysql，导致mysql宕机，可以搭建多台redis服务器，如果其中一台出现故障，其他服务可以正常使用。

哨兵机制

有一个单独线程，对集群中的多态服务进行监听，给每个服务发请求，如果没有响应，表明出现故障。

比如，主机出现宕机，会在从机随机选取一台当做主机。

当原来主机恢复后，又可以当做主机继续使用。

key的过期策略

为key设置过期时间，那么时间到了后，Redis如何处理过期的key

1. 立即删除。到期立即执行回调函数，立即释放内存，对redis性能有影响。

2. 惰性删除。到期不会立即删除，到下次使用该键的时候，根据状态（设置时是会记录的），来决定是删除还是继续使用，占用内存）

3. 定期删除。每隔一段时间对所有到期的键进行删除（类似于java中垃圾回收线程）

缓存穿透

我们所查询的数据在数据库中没有，查询后也不在缓存中存，每次还是回去访问数据库。

特点：数据库没有，缓存也没有

解决：

• 本来数据库没有，将查询出来的空值放到缓存中。key = null

• 对查询的参数进行验证

缓存击穿

数据库有数据，只是某个热点key在某个时间点上过期了，此时有大量查询请求到达（查询是不加锁），查询缓存没有，一起都向数据库发送请求，导致数据库崩溃。

解决：

• 可以设置热点的key过期时间要把握好（永不过期）

• 查询缓存后，访问数据库时，可以加锁（使用互斥锁方案）

缓存雪崩

大量的热点key过期或者redis服务器故障，导致大量的请求到达数据库。

解决方案：

• 随机设置有效时间，避免同时生效

• 把不同的热点key放在不同的redis服务器上（集群）

• 设置较长的过期时间

• 在java中设置定时任务，去检测key是否过期