微服务 - Redis缓存 · 数据结构 · 持久化 · 分布式 · 高并发

本是古典何须时尚 2023-09-26 21:14 106阅读 0赞

## 一、分布式解决 Session 的问题 ##

在单站点中，可以将在线用户信息存储在Session中，随时变更获取信息；在多站点分布式集群如何做到Session共享呢？架设一个Session服务，供多服务使用。

频繁使用的数据存在DB端，频繁的DB连接，频繁的IO；数据存于内存中更能减少性能的消耗，更能提高使用效率。

集群化分布式时，为解决以上现象，建立缓存服务显得尤为重要。

建立缓存服务选择性很多，如：Redis、MongoDB等，以下以 Redis 为例：

## 二、内存数据库 Redis ##

Remote Dictionary Server；  
远程字典服务，Key/Value 存储系统、列存储、文档型存储等，NoSQL开源内存数据库。最多的使用场景是作为数据缓存，存在于应用与DB之间，减少对DB的访问，提高数据操作的性能。

下图展示了缓存服务在整体架构中的位置：

![05ccd8dcecc3f8873b6f1fdfcc0d36e5.jpeg][]

### 2.1 Redis 特性 ###

高性能 / 高可用 / 持久化 / 集群化，单实例每秒读写达10万次；

丰富的数据类型 ：String / Hash / Set / Zset / 队列 / 订阅 / 发布；

高性能数据结构：SDS / Intset / ziplist / listpack / quicklist / skiplist；

支持 ACL：Access Control List；精细化的权限管理策略；

单线程处理事务：顺序执行，容易上锁；

多线程处理辅助功能：连接请求 / 持久化等；

> **单线程处理事务的优缺点**
> 
> 优点：顺序执行，不存在脏读脏写幻读等情况，不存在死锁，不存在线程管理的开销。  
> 缺点：单线程的性能瓶颈，多处理器的资源浪费。

### 2.2 单线程IO多路复用 ###

通常情况下，同时连接 Redis 的客户端有成千上万的，但 Redis 只有一个主线程处理事务，那如何做到多路连接集中到一个线程处理呢？

当多个客户端同时发起连接后，这也是需要一个过程的，也是有连接完成的先后，谁连接完成就会告诉 Redis，这里的告诉用的是回调方式，Redis就会把他的任务放到单一的队列中，队列的另一头连接着主线程。

在这个过程当中，多路的连接汇集到一个有足够处理能力的队列中进行传输；是不是可以理解为：多路连接重复利用了单个管道；我想...这里也是体现了 Redis 的多路复用技术。当然，单单就多路复用来讲，也会是多路集中到一路，然后这一路又分成了多路到各各目标。

多路复用也有不同的算法：select、poll、epoll，Redis用的是epoll算法，所以其中有回调的动作，目前而言，epoll是最高效的；关于每个具体的算法，有兴趣的同学可以继续研究一下。

### 2.3 启动 Redis ###

用 Docker 启动 Redis 简单示例：

1、拉取镜像`docker pull redis`

2、运行容器 `docker run -d --name=some-redis redis`

3、连接到 Redis `docker exec -it some-redis redis-cli`

*Redis Docker版默认是没有配置文件的，官网说：可以再生成镜像方式解决...*

既然没有配置文件，那 Redis 启动完全是按所有配置项的默认值运行的；如下传参启动：

# 启动 redis-server，多参数配置
    docker run -d --name some-redis -p 6379:6379 redis redis-server \
        --bind 0.0.0.0 \        # 支持任意的连接
        --save 60 1 \           # 每60秒 持久化一次
        --protected-mode no \   # 取消保护模式
        --requirepass 123456    # 登录密码 123456；连接后用 auth {passwd} 方式登录

传参也就是覆盖了配置项的默认值，以下查看覆盖后的配置项效果：`config get *`列出所有配置项

![cc1f6718cd443feb9f8da3f5bcf48bc9.bmp][]

Redis 启动后，都包含 redis-server / redis-client；  
所以任意 Redis 都可用 redis-client 连接到其它 redis-server：`docker exec -it some-redis redis-cli -h {目标IP} -p {目标端口}`

### 2.4 重要配置项 ###

通常配置参数于配置文件中；比如：`/etc/redis/redis.conf`

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>配置项</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>bind</td> 
   <td>可访问限制，白名单；注释后不限制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>port</td> 
   <td>对外端口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>timeout</td> 
   <td>连接后，没有通信任务的空闲时间，超出此时长后自动断开</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>daemonize</td> 
   <td>后台运行（容器运行时忽略）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>protected-mode</td> 
   <td>只能本地访问的保护模式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>tcp-backlog</td> 
   <td>网络连接队列最大连接数（对应Linux内核参数 net.core.somaxconn，有关命令<code>sysctl</code>）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>tcp-keepalive</td> 
   <td>网路通信检测间隔，网络是否已断开（当timeout为0才起效吧）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pidfile</td> 
   <td>存放ProcessID编号的文件Pid的存放目录（后台运行时才会产生pid文件，容器时是否忽略）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>loglevel</td> 
   <td>日志级别</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>logfile</td> 
   <td>日志文件目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>database</td> 
   <td>数据库个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>requirepass</td> 
   <td>Client 连接密码</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>maxclients</td> 
   <td>客户端同时最大连接数（对应Linux user openfile limit，必设&amp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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