Redis开发与运维(一)

Redis 简介

Redis 是完全开源免费的，是一个高性能的key-value数据库。

Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。

Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 特性

1. 优点

性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。
redis是用C语言写的，一般来说C语言实现的程序 距离 操作系统更近，所以执行速度回相对更快。
redis使用了单线程架构，预防了多线程可能产生的竞争问提

2. 基于键值对的数据结构服务器

几乎所有的编程语言都提供了类似字典的功能，例如Java里的map、Python里的dict，类似于这种组织数据的方式叫作基于键值的方式,与很多键值对数据库不同的是，Redis中的值不仅可以是字符串，而且还可以是具体的数据结构，这样不仅能便于在许多应用场景的开发， 同时也能够提高开发效率。

Redis的全称是REmote Dictionary Server，它主要提供了5种数据结构：字符串、哈希、列表、集合、有序集合，同时在字符串的基础之上演变出了位图（Bitmaps）和HyperLogLog两种神奇的“数据结构”，并且随着LBS（Location Based Service，基于位置服务）的不断发展，Redis3.2版本中加入有关GEO（地理信息定位）的功能，总之在这些数据结构的帮助下，开发者可以开发出各种“有意思”的应用。

3. 丰富的功能

除了5种数据结构，Redis还提供了许多额外的功能：
· 提供了键过期功能，可以用来实现缓存。
· 提供了发布订阅功能，可以用来实现消息系统。
. 支持Lua脚本功能，可以利用Lua创造出新的Redis命令。
· 提供了简单的事务功能，能在一定程度上保证事务特性。
· 提供了流水线（Pipeline）功能，这样客户端能将一批命令一次性传到Redis，减少了网络的开销。

4. 简单稳定

Redis的简单主要表现在三个方面。
首先，Redis的源码很少，早期版本的代码只有2万行左右，3.0版本以后由于添加了集群特性，代码增至5万行左右，相对于很多NoSQL数据库来说代码量相对要少很多，也就意味着普通的开发和运维人员完全可以“吃透”它。
其次，Redis使用单线程模型，这样不仅使得Redis服务端处理模型变得简单，而且也使得客户端开发变得简单。
最后，Redis不需要依赖于操作系统中的类库（例如Memcache需要依赖libevent这样的系统类库），Redis自己实现了事件处理的相关功能。

5. 客户端语言多

Redis提供了简单的TCP通信协议，很多编程语言可以很方便地接入到Redis，并且由于Redis受到社区和各大公司的广泛认可，所以支持Redis的客户端语言也非常多，几乎涵盖了主流的编程语言，例如Java、PHP、Python、C、C++、Nodejs等

6. 持久化

通常看，将数据放在内存中是不安全的，一旦发生断电或者机器故障，重要的数据可能就会丢失，因此Redis提供了两种持久化方式：RDB和AOF，
即可以用两种策略将内存的数据保存到硬盘中，这样就保证了数据的可持久性。

6. 主从复制

Redis提供了复制功能，实现了多个相同数据的Redis副本，复制功能是分布式Redis的基础

8.高可用和分布式

Redis从2.8版本正式提供了高可用实现Redis Sentinel，它能够保证Redis节点的故障发现和故障自动转移。Redis从3.0版本正式提供了分布式实现Redis Cluster，它是Redis真正的分布式实现，提供了高可用、读写和容量的扩展性。

Redis可以做什么

缓存

缓存机制几乎在所有的大型网站都有使用，合理地使用缓存不仅可以加快数据的访问速度，而且能够有效地降低后端数据源的压力。Redis提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最大内存和内存溢出后的淘汰策略。可以这么说，一个合理的缓存设计能够为一个网站的稳定保驾护航。第11章将对缓存的设计与使用进行详细说明。

排行榜系统

排行榜系统几乎存在于所有的网站，例如按照热度排名的排行榜，按照发布时间的排行榜，按照各种复杂维度计算出的排行榜，Redis提供了列表和有序集合数据结构，合理地使用这些数据结构可以很方便地构建各种排行榜系统。

计数器应用

计数器在网站中的作用至关重要，例如视频网站有播放数、电商网站有浏览数，为了保证数据的实时性，每一次播放和浏览都要做加1的操作，如果并发量很大对于传统关系型数据的性能是一种挑战。Redis天然支持计数功能而且计数的性能也非常好，可以说是计数器系统的重要选择。

社交网络

赞/踩、粉丝、共同好友/喜好、推送、下拉刷新等是社交网站的必备功能，由于社交网站访问量通常比较大，而且传统的关系型数据不太适合保存这种类型的数据，Redis提供的数据结构可以相对比较容易地实现这些功能。

消息队列系统

消息队列系统可以说是一个大型网站的必备基础组件，因为其具有业务解耦、非实时业务削峰等特性。Redis提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能，虽然和专业的消息队列比还不够足够强大，但是对于一般的消息队列功能基本可以满足

Redis不可以做什么

实际上和任何一门技术一样，每个技术都有自己的应用场景和边界，也就是说Redis并不是万金油，有很多适合它解决的问题，但是也有很多不合适它解决的问题。我们可以站在数据规模和数据冷热的角度来进行分析。

站在数据规模的角度看，数据可以分为大规模数据和小规模数据，我们知道Redis的数据是存放在内存中的，虽然现在内存已经足够便宜，但是如果数据量非常大，例如每天有几亿的用户行为数据，使用Redis来存储的话，基本上是个无底洞，经济成本相当的高。

如果将这些冷数据放在Redis中，基本上是对于内存的一种浪费，但是对于一些热数据可以放在Redis中加速读写，也可以减轻后端存储的负载，可以说是事半功倍。所以，Redis并不是万金油，相信随着我们对Redis的逐步学习，能够清楚Redis真正的使用场景。