认识Redis

        从这个系列开始，就要开始更新Redis的学习历程了，欢迎大家点赞阅读！

目录

1 什么是Redis

2 Redis特性

2.1 速度快

2.2 基于键值对的数据结构

2.3 持久化

2.4 批量执行

2.5 可扩展性

2.6 集群

2.7 高可用性

3 配置Redis

3.1 符号链接

3.2 Redis配置文件

4 启动Redis

5 停止Redis

6 进入redis客户端

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1 什么是Redis

        Redis是一种基于键值对的NoSQL数据库，数据存储在内存中，可作为数据库、缓存、消息中间件（消息队列，削峰填谷）等许多功能的使用。

        由于存储在内存，因此Redis最大的特性就是“快”，基于谷歌给出的各层硬件执行速率：基于内存的是100ns，而基于磁盘的是10000000ns，可见Redis要比MySQL快近5个数量级。为什么需要Redis而不直接定义变量（因为变量也是存储在内存的）？Redis的初衷是作为消息中间件使用，消息中间件用于进程间通信。基于网络，在分布式系统中，由于进程的隔离性，多机间的进程就需要通信，而Redis可以把数据存储在内存中，让多机都可以访问自己内存的数据，因此Redis的应用场景是分布式系统。

        然而Redis的缺点是存储容量小，因此常常把Redis和MySQL结合使用。“二八原则”，20%的热点数据能满足80%的访问需求。Redis作为缓存，存储热点数据（满足经常访问的需求），而MySQL作为数据存储的主容器，存储全量数据（全部的数据）。就可以让系统同时满足高性能和大容量存储的特性，不过这也会引发Redis和MySQL的数据一致性问题，后续介绍。

2 Redis特性

2.1 速度快

        Redis的速度快（相对于MySQL之类的关系型数据库）主要有以下原因：

        （1）存储在内存中。

        （2）使用单线程。多线程并不一定可以提高速度，多线程的优势是CPU计算密集型任务，而Redis大多是对内存中的数据存取和修改，不会消耗很多CPU时间，此时频繁加锁解锁和线程间的阻塞唤醒就会成为速度的累赘。

        （3）Redis的底层实现简单，核心业务简单，都是简单的操作内存中的数据结构。

        （4）Redis在网络方面使用IO多路复用，一个线程管理多个socket。

        注意：什么是IO多路复用？客户端服务器结构下，一个服务器会对多个客户端同时服务。基于http协议，客户端访问服务器时，通常建立连接，即使用一个线程并分配一个socket来接收请求。如果有多个客户端同时访问就需要多个线程并分配多个socket来处理。但是同一时间并不是所有的socket都在工作，因此可以用一个线程管理多个socket，这就是IO多路复用。

        Linux提供了3套API来控制IO多路复用：select、poll和epoll。现在主要都使用epoll（运行效率最高），Java标准库中提供NIO库来使用epoll进行IO多路复用。epoll就是在IO多路复用机制上增加事件通知/回调机制，即一个事件到来时会通知线程进行执行（对应就是哪个socket中有新到的请求需要处理，在操作系统层面epoll就会通知该socket所属的线程来进行处理）。当然IO多路复用的前提是socket请求不频繁，否则一个线程就处理不过来。

        （5）Redis使用C语言编写，C语言更接近底层。（存疑，因为MySQL也是C语言开发的，并不是因为用什么语言导致快慢，而是做的事不同导致的快慢。MySQL主要做了更多复杂的操作，并且从硬盘中读取，因此更慢）

2.2 基于键值对的数据结构

        Redis主要基于键值对存储，对于键通常采用String类型，对于值有多种类型：S字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（ordered set/zet），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。

2.3 持久化

        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。

2.4 批量执行

        Redis既支持简单的交互命令来操作，又支持通过脚本语言（Lua）来批量执行命令。

2.5 可扩展性

        Redis提供一组API，可以通过C、C++和Rust等编程语言来编写动态链接库（比如Windows的dll文件、Linux的so文件）来扩展Redis的功能，比如支持更多数据结构和命令。

2.6 集群

        Redis支持集群，可以通过引入多个主机部署多个Redis节点来实现水平扩展。类似数据库的分库分表，每个节点各自存储部分数据，避免查询压力过大。

2.7 高可用性

        Redis支持备份/冗余，使用主从节点，从节点作为主节点的备份，一旦主节点崩溃，从节点将会代替主节点继续运行。

3 配置Redis

        安装Redis的过程这里省略（这里使用redis 5），通常是安装在Linux环境下，这里用到的系统是centOS 7。

3.1 符号链接

        由于安装目录很深，不便于Redis查找需要的命令和文件，因此配置符号链接。

        符号链接类似于快捷方式，该符号链接指向了真正的文件或可执行程序，因此通过该链接就可以方便地操作Redis。

        命令：in -s 原文件路径 链接名

        通常bin目录下存储的是可执行命令，etc目录下存储的是配置文件。

3.2 Redis配置文件

        配置bind的ip为0.0.0.0，表示Redis可以被其他主机访问到。

        protected-mode no表示不启动保护模式，允许其他主机连接。

        daemonize yes表示设置守护进程（后台进程）方式启动。这样即使终端关闭进程也不会杀死。

        dir /var/lib/redis表示Redis的工作目录为该目录，这时候Redis如果创建的数据文件都会存储在该目录下面（首先要确保使用mkdir -p创建了该目录）。

        logfile /var/log/redis/redis-server.log是配置Redis的日志目录。

4 启动Redis

        使用Redis安装目录下的src/redis-server命令搭配配置文件即可成功启动（../redis.conf表示redis.conf文件在当前目录的上一级目录下）：

        cd /usr/local/redis-5.0.14/src./redis-server ../redis.conf

        如果配置了符号链接，使用符号链接名+配置文件的符合链接名也可以成功启动：

5 停止Redis

        查看Redis的pid：ps aux | grep redis

        杀死pid对应的进程：kill pid

6 进入redis客户端

        由于已经提前配置了进入redis客户端命令的符号链接，因此直接在bin目录下使用符号链接即可：

        其他主机连接redis客户端时，需要使用：redis-cli -h { host } -p { port }，host是redis所在主机的ip，port是端口号（默认6379）。

        注意：Redis的特性最重要的是快，但是快一定是相对的。对比直接操作内存的数据结构，通过Redis来操作内存，实际上是要慢。因为Redis是客户端-服务器系统。我们访问的都是客户端，而客户端和服务器之间通过网络通信。因此使用Redis操作内存多了网络通信的开销，比直接操作内存更慢。

        对于可以引入Redis的场合，一定是因为Redis可以解决一些问题。比如作为数据库，Redis可以保证数据不会丢失，关机重启后内存数据会丢失，而Redis有持久化的特性，因此可以保证数据不会丢。作为缓存，Redis的访问速度被MySQL更快，因此存储热点数据更合适。

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