Redis知识整理（一）

ゝ一世哀愁。 2022-05-17 12:53 211阅读 0赞

总结参考Redis开发与运维

1.Redis数据类型有几种，对应的内部实现分别是什么。

redis有string,hash,list,set,zset(sorted set)五种数据类型，对应的内部实现如下。

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">string</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">embstr、int、raw</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">hash</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">hashtable、ziplist</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">list</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">linklist、ziplist</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">set</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">hashtable、intset</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">zset(sorted set)</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">skiplist、ziplist</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

查看数据类型value对应的数据类型可以type key命令，查看内部编码可以使用object encoding key命令。

2.为什么要对每种数据类型设计多个内部编码实现。

第一:redis开发出了新的内部编码实现只需要更改redis的代码就可以了，使用者不需要去更改代码，只需要升级redis版本就可以使用新特性。

第二：可以在不同场景下发挥每种内部编码各自的优势，根据不同的情况采用不同的内部编码实现，从而提高redis的性能。

3.Redis和memcached相比有什么异同。

第一：memcached只支持key/value这种格式的数据，redis支持五种数据类型的数据。

第二：两者在运行时数据都是存在内存中的，但是memcached不能持久化数据到硬盘，而redis支持数据持久化到硬盘。

第三：内存管理机制不一样，memcached会对传过来的数据进行计算，选择一个最适合的chunk进行保存，redis会把要保存数据的size存在内存块的头部。

第四：性能差距，因为redis只使用单核，memecached使用多核。在保存数据时平均到每一个核的性能会优于memcached。数据大小高于100k时memcached性能更好。

4.redis为什么快。

第一：redis是完全基于内存的，所以存取数据非常快速。

第二：数据结构简单，内部对同一个数据类型会有多种实现，根据具体情况会自动选择合适的数据类型。

第三：采用单线程架构，省去了不同线程之间来回切换的开销。

第四：采用多路IO复用模型，非阻塞IO。redis的事件处理机制，避免了网络IO带来的性能损耗。

5.为什么redis要设计成单线程架构。

因为redis的性能瓶颈主要是因为内存大小，网络带宽等，而不是单个CPU的计算性能瓶颈。但是单线程的架构没办法使用使用多核CPU的性能，这种情况可以在一台多核CPU的机器上启动多个redis来解决。

6.redis怎么遍历键，keys命令和dbsize在使用上有什么需要注意的地方。

redis遍历键可以使用keys命令和scan命令。keys命令支持遍历全部键，也可以指定匹配规则来遍历。scan命令可以只遍历一部分键，通过多次执行来遍历全部的键。因为keys命令在数据量很大的情况下可能会造成阻塞，这时可以使用scan命令来遍历，因为scan命令参数更丰富，使用起来也更灵活。keys命令和dbsize命令都可以拿到redis键总数。keys是通过查询全部的key来计算总数，dbsize命令在计算总数时不回去遍历所有的key，而是直接获取redis中内置的键总数变量。

6.redis各个数据类型的值最大容量是多大。

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;数据类型</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;存储容量</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">string</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">512M</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">list</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">4294967295</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">set</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">4294967295</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">zset</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">4294967295</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">hash</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:213.05pt;"> <p style="margin-left:0pt;">4294967295</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

7.redis持久化有几种方式，有什么区别。

redis持久化数据到硬盘有RDB和AOF两种方式。触发RDB的方式分为手动触发和自动触发两种方式。默认使用RDB方式进行持久化。

RDB：

将内存中的数据以快照的方式写到二进制文件中，默认文件名是dump.rdb。RDB方式每次保存数据都是全量保存，会将所有数据都持久化到硬盘中。

手动触发针对应save和bgsaver命令。save命令会阻塞当前redis服务直至RDB完成，bgsave命令会fork创建子进程进行持久化操作，RDB完成后进程关闭。bgsave命令会在创建子进程的时阻塞服务。

自动触发RDB的情况如下：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> <p style="margin-left:0pt;">1.使用save相关配置，如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改</p> <p style="margin-left:0pt;">时，自动触发bgsave。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> <p style="margin-left:0pt;">2.如果从节点执行全量复制操作，主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> <p style="margin-left:0pt;">3.执行debug reload命令重新加载Redis时，也会自动触发save操作。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> <p style="margin-left:0pt;">4.默认情况下执行shutdown命令时，如果没有开启AOF持久化功能则</p> <p style="margin-left:0pt;">自动执行bgsave。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

AOF：

会将每一次操作的数据都以日志的形式记录到硬盘中，默认文件名是appendonly.aof。使用AOF需要设置appendonly yes

AOF提供的同步策略有以下几种，由appendfsync参数控制

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:129.6pt;"> <p style="margin-left:0pt;">always</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:296.5pt;"> <p style="margin-left:0pt;">命令写入aof_buf后调用系统fsync操作同步到aofwen文件中，fsync完成后线程返回</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:129.6pt;"> <p style="margin-left:0pt;">everysec</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:296.5pt;"> <p style="margin-left:0pt;">命令写入aof_buf后调用系统write操作，write完成后线程返回。fsync同步文件操作由专门线程每秒调用一次</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:129.6pt;"> <p style="margin-left:0pt;">no</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:296.5pt;"> <p style="margin-left:0pt;">命令写入aof_buf后调用系统write操操作，不对aof文件做fsync操作，同步硬盘操作由操作系统负责，通常同步周期最长30秒</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

因为always同步频率太高，硬盘速度回严重影响性能，所以一般不建议使用。everysec是默认的配置，理论上只会丢失一秒的数据，但是由于每次fsync的时间是不确定的，如果这次的fsync操作没有执行完就会阻塞，下一个fsync操作就需要等待，这种情况下丢失数据很可能就不止一秒钟的数据了。所以实现高可用应该两种持久化方式同时使用（此处不考虑集群环境）。

8.redis修改配置会实时生效吗。

一般来说不用重启，会实时生效。redis2.2版本开始支持从RDB和AOF或其他持久化方式不用重启。但是如果升级redis这种改动还是需要重启的。