Redis支持五种数据类型:
string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)。
1、String(字符串)
string 是 redis 最基本的类型,你可以理解成与 Memcached 一模一样的类型,一个 key 对应一个 value。
string 类型是二进制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。
string 类型是 Redis 最基本的数据类型,string 类型的值最大能存储 512MB。
2、Hash(哈希)
Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,hash 特别适合用于存储对象。
3、List(列表)
Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。
4、Set(集合)
Redis 的 Set 是 string 类型的无序集合。
集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是 O(1)。
5、zset(sorted set:有序集合)
Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
淘汰策略
1、淘汰简介
Redis官方给的警告,当内存不足时,Redis会根据配置的缓存策略淘汰部分keys,以保证写入成功。当无淘汰策略时或没有找到适合淘汰的key时,Redis直接返回out of memory错误。
2、最大缓存配置
在redis中,允许用户设置的最大使用内存大小是 512G。
在 redis 中,允许用户设置最大使用内存大小 server.maxmemory,在内存限定的情况下是很有用的。譬如,在一台 8G 机子上部署了 4 个 redis 服务点,每一个服务点分配 1.5G 的内存大小,减少内存紧张的情况,由此获取更为稳健的服务。
3、6种数据淘汰策略
1、volatile-lru:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰
2、volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰
3、volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰
4、allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰
5、allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰
6、no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据
4、建议
了解了Redis的淘汰策略之后,在平时使用时应尽量主动设置/更新key的expire时间,主动剔除不活跃的旧数据,有助于提升查询性能。
Redis过期数据淘汰是指将键值对都删除掉。
缓存
缓存穿透:key对应的数据在数据源并不存在,每次针对此key的请求从缓存获取不到,请求都会到数据源,从而可能压垮数据源。比如用一个不存在的用户id获取用户信息,不论缓存还是数据库都没有,若黑客利用此漏洞进行攻击可能压垮数据库。
缓存击穿:key对应的数据存在,但在redis中过期,此时若有大量并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。
缓存雪崩:当缓存服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间段失效,这样在失效的时候,也会给后端系统(比如DB)带来很大压力。
缓存穿透解决方案
一个一定不存在缓存及查询不到的数据,由于缓存是不命中时被动写的,并且出于容错考虑,如果从存储层查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询,失去了缓存的意义。
有很多种方法可以有效地解决缓存穿透问题,最常见的则是采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中,一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力。另外也有一个更为简单粗暴的方法(我们采用的就是这种),如果一个查询返回的数据为空(不管是数据不存在,还是系统故障),我们仍然把这个空结果进行缓存,但它的过期时间会很短,最长不超过五分钟。
缓存击穿解决方案
key可能会在某些时间点被超高并发地访问,是一种非常“热点”的数据。这个时候,需要考虑一个问题:缓存被“击穿”的问题。
使用互斥锁(mutex key)
业界比较常用的做法,是使用mutex。简单地来说,就是在缓存失效的时候(判断拿出来的值为空),不是立即去load db,而是先使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作(比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD)去set一个mutex key,当操作返回成功时,再进行load db的操作并回设缓存;否则,就重试整个get缓存的方法。
SETNX,是「SET if Not eXists」的缩写,也就是只有不存在的时候才设置,可以利用它来实现锁的效果。
缓存雪崩解决方案
与缓存击穿的区别在于这里针对很多key缓存,前者则是某一个key。
我们可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件 。
缓存标记:记录缓存数据是否过期,如果过期会触发通知另外的线程在后台去更新实际key的缓存;
缓存数据:它的过期时间比缓存标记的时间延长1倍,例:标记缓存时间30分钟,数据缓存设置为60分钟。这样,当缓存标记key过期后,实际缓存还能把旧数据返回给调用端,直到另外的线程在后台更新完成后,才会返回新缓存。
关于缓存崩溃的解决方法,这里提出了三种方案:使用锁或队列、设置过期标志更新缓存、为key设置不同的缓存失效时间,还有一种被称为“二级缓存”的解决方法。
针对业务系统,永远都是具体情况具体分析,没有最好,只有最合适。
于缓存其它问题,缓存满了和数据丢失等问题,大伙可自行学习。最后也提一下三个词LRU、RDB、AOF,通常我们采用LRU策略处理溢出,Redis的RDB和AOF持久化策略来保证一定情况下的数据安全。
Redis实现分布式锁
日常开发中,秒杀下单、抢红包等等业务场景,都需要用到分布式锁。而Redis非常适合作为分布式锁使用。
什么是分布式锁
分布式锁其实就是,控制分布式系统不同进程共同访问共享资源的一种锁的实现。如果不同的系统或同一个系统的不同主机之间共享了某个临界资源,往往需要互斥来防止彼此干扰,以保证一致性。
Redis分布式锁方案一:SETNX + EXPIRE
提到Redis的分布式锁,很多小伙伴马上就会想到setnx+ expire命令。即先用setnx来抢锁,如果抢到之后,再用expire给锁设置一个过期时间,防止锁忘记了释放。
SETNX 是SET IF NOT EXISTS的简写.日常命令格式是SETNX key value,如果
key不存在,则SETNX成功返回1,如果这个key已经存在了,则返回0。
假设某电商网站的某商品做秒杀活动,key可以设置为key_resource_id,value设置任意值,伪代码如下:
if(jedis.setnx(key_resource_id,lock_value) == 1){ //加锁
expire(key_resource_id,100); //设置过期时间
try {
do something //业务请求
}catch(){
}
finally {
jedis.del(key_resource_id); //释放锁
}
}