Redis介绍

Redis（Remote Dictionary Server远程字典服务）是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、高性能的Key-Value分布式内存数据库（NoSQL非结构化数据库），和Memcached类似，key只能是字符串，但它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）。

redis里存的都是二进制数据，其实就是字节数组（byte[]），这些字节数据是没有数据类型的，只有把它们按照合理的格式解码后，可以变成一个字符串，整数或对象，此时才具有数据类型。所以任何东西只要能转化成字节数组（byte[]）的，都可以存到redis里。管你是字符串、数字、对象、图片、声音、视频、还是文件，只要变成byte数组。

在此基础上，redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。

区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。Redis支持主从同步。数据可以从主服务器向任意数量的从服务器上同步，从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。这使得Redis可执行单层树复制。存盘可以有意无意的对数据进行写操作。

Redis 与 Memcached 区别

Memcached是多线程，而Redis使用单线程。
Memcached使用预分配的内存池的方式，Redis使用现场申请内存的方式来存储数据，并且可以配置虚拟内存。
Redis可以实现持久化(也就是说redis需要经常将内存中的数据同步到硬盘中来保证持久化)，主从复制，实现故障恢复。
Memcached只是简单的key与value,但是Redis支持数据类型比较多。包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）。

Redis持久化

支持两种持久化方式：分别是RDB（Redis DataBase）和AOF（Append Only File）

1、RDB

简而言之，就是将存储的数据快照（snapshotting）的方式存储到磁盘上。也是默认方式.(把数据做一个备份，将数据存储到文件)

这种方式是将内存中数据以快照的方式写到二进制文件中，默认的文件名称为dump.rdb.可以通过配置设置自动做快照持久化的方式。我们可以配置redis在n秒内如果超过m个key键修改就自动做快照。

redis在进行数据持久化的过程中，会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程都结束了，才会用这个临时文件替换上次持久化好的文件，以确保数据完整可用。

由于快照方式是在一定间隔时间做一次的，所以如果redis意外down掉的话，就会丢失最后一次快照后的所有修改。

配置

# 时间策略
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

# 文件名称
dbfilename dump.rdb

# 文件保存路径
dir /home/work/app/redis/data/

# 如果持久化出错，主进程是否停止写入
stop-writes-on-bgsave-error yes

# 是否压缩
rdbcompression yes

# 导入时是否检查
rdbchecksum yes

配置其实非常简单，这里说一下持久化的时间策略具体是什么意思。

save 900 1 表示900s内如果有1条是写入命令，就触发产生一次快照，可以理解为就进行一次备份
save 300 10 表示300s内有10条写入，就产生快照

下面的类似，那么为什么需要配置这么多条规则呢？

因为Redis每个时段的读写请求肯定不是均衡的，为了平衡性能与数据安全，我们可以自由定制什么情况下触发备份。所以这里就是根据自身Redis写入情况来进行合理配置。

stop-writes-on-bgsave-error yes 这个配置也是非常重要的一项配置，这是当备份进程出错时，主进程就停止接受新的写入操作，是为了保护持久化的数据一致性问题。如果自己的业务有完善的监控系统，可以禁止此项配置， 否则请开启。

关于压缩的配置 rdbcompression yes ，建议没有必要开启，毕竟Redis本身就属于CPU密集型服务器，再开启压缩会带来更多的CPU消耗，相比硬盘成本，CPU更值钱。

当然如果你想要禁用RDB配置，也是非常容易的，只需要在save的最后一行写上：save ""

2、AOF

Append-only file(缩写AOF)，则是将redis执行过的所有写指令记录下来，通过write函数追加到AOF文件的末尾。在下次redis重新启动时，只要把这些写指令从前到后再重复执行一遍，就可以实现数据恢复了。

AOF比快照方式有更好的持久化性，是由于在使用aof时，redis会将每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中，当redis重启时会通过重新执行文件中保存的写命令来在内存中重建整个数据库的内容。

默认的AOF持久化策略是每秒钟fsync一次（把缓存中的写指令记录到磁盘中）

其实RDB和AOF两种方式也可以同时使用，在这种情况下，如果redis重启的话，则会优先采用AOF方式来进行数据恢复，这是因为AOF方式的数据恢复完整度更高。

如果你没有数据持久化的需求，也完全可以关闭RDB和AOF方式，这样的话，redis将变成一个纯内存数据库，就像memcache一样。

配置

# 是否开启aof
appendonly yes

# 文件名称
appendfilename "appendonly.aof"

# 同步方式
appendfsync everysec

# aof重写期间是否同步
no-appendfsync-on-rewrite no

# 重写触发配置
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

# 加载aof时如果有错如何处理
aof-load-truncated yes

# 文件重写策略
aof-rewrite-incremental-fsync yes

还是重点解释一些关键的配置：

appendfsync everysec 它其实有三种模式:

always：把每个写命令都立即同步到aof，很慢，但是很安全
everysec：每秒同步一次，是折中方案
no：redis不处理交给OS来处理，非常快，但是也最不安全

一般情况下都采用 everysec 配置，这样可以兼顾速度与安全，最多损失1s的数据。

aof-load-truncated yes 如果该配置启用，在加载时发现aof尾部不正确是，会向客户端写入一个log，但是会继续执行，如果设置为 no ，发现错误就会停止，必须修复后才能重新加载。

但AOF方式是将所有的命令记录下来，所以AOF文件要比RDB文件的体积大。而且，恢复速度也要慢于RDB方式。

redis提供了bgrewriteaof命令，会重新生成一个全新的AOF文件，其中便包括了可以恢复现有数据的最少的命令集。

需要注意到是重写aof文件的操作，并没有读取旧的aof文件，而是将整个内存中的数据库内容用命令的方式重写了一个新的aof文件，这点和快照有点类似。

3、如何选择RDB和AOF

对于我们应该选择RDB还是AOF，取决于具体的应用场景，官方的建议是两个同时使用。这样可以提供更可靠的持久化方案。

Redis速度快的原因

Redis执行命令的速度非常快，根据官方给的性能可以达到10w+qps。

1、开发语言

Redis是C语言开发的，C语言是非常贴近操作系统的语言，所以执行会比较快。

2、纯内存访问

Redis将所有数据放在内存中，非数据同步正常工作中，是不需要从磁盘读取数据的，0次IO。内存响应时间大约为100纳秒，这是Redis速度快的重要基础。CPU的速度：

例如，电脑处理器主频是3.1G，也就是说每秒可以执行3.1*10^9个指令。所以说CPU看世界是非常非常慢的，内存比它慢百倍，磁盘比他慢百万倍。

3、单线程

第一，单线程简化算法的实现，并发的数据结构实现不但困难且测试也麻烦。第二，单线程避免了线程切换以及加锁释放锁带来的消耗，对于服务端开发来说，锁和线程切换通常是性能杀手。当然了，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，所以Redis是面向快速执行场景的数据库。

除了Redis之外，Node.js也是单线程，Nginx也是单线程，但他们都是服务器高性能的典范。

4、非阻塞多路I/O复用机制

I/O多路复用实际上是指多个连接的管理可以在同一进程。多路是指网络连接，复用只是同一个线程。在网络服务中，I/O多路复用起的作用是一次性把多个连接的事件通知业务代码处理，处理的方式由业务代码来决定。在I/O多路复用模型中，最重要的函数调用就是I/O 多路复用函数，该方法能同时监控多个文件描述符（fd）的读写情况，当其中的某些fd可读/写时，该方法就会返回可读/写的fd个数。

Redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现，再加上Redis自身的事件处理模型将epoll的read、write、close等都转换成事件，不在网络I/O上浪费过多的时间。实现对多个FD读写的监控，提高性能。

【epoll ：event poll ，epoll只会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们】

举个形象的例子。比如一个tcp服务器处理20个客户端socket。

A方案：顺序处理，如果第一个socket因为网卡读数据处理慢了，一阻塞后面都玩蛋去。

B方案：每个socket请求都创建一个分身子进程来处理，不说每个进程消耗大量系统资源，光是进程切换就够操作系统累的了。

C方案**（I/O复用模型，epoll）：将用户socket对应的fd注册进epoll（实际上服务器和操作系统之间传递的不是socket的fd而是fd_set的数据结构），然后epoll只告诉哪些需要读/写的socket，只需要处理那些活跃的、有变化的socket fd的就好了。这样，整个过程只在调用epoll的时候才会阻塞，收发客户消息是不会阻塞的。