面試官問:你知道Redis能做什麼?不能做什麼?

php自學中心發表於2021-01-22

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根據redis設計與實現一本書中整理了學習的思路:

  • 為什麼要選擇Redis:介紹Redis的使用場景與使用Redis的原因;

  • Redis常用命令總結:包括時間複雜度總結與具體資料型別在Redis內部使用的資料結構;

  • Redis的高階功能:包括持久化、複製、哨兵、叢集介紹;

  • 理解Redis:理解記憶體、阻塞;這部分是非常重要的,前面介紹的都可以成為術,這裡應該屬於道的部分;

  • 開發技巧:主要是一些開發實戰的總結,包括快取設計與常見坑點


背景

在面試的時候,常被問比較下Redis與Memcache的優缺點,個人覺得這二者並不適合一起比較,一個是非關係型資料庫不僅可以做快取還能幹其它事情,一個是僅用做快取。常常讓我們對這二者進行比較,主要也是由於Redis最廣泛的應用場景就是Cache。那麼Redis到底能幹什麼?又不能幹什麼呢?


什麼是redis

Redis是一個遠端記憶體資料庫,它不僅效能強勁,而且還具有複製特性以及為解決問題而生的獨一無二的資料模型。Redis提供了5種不同型別的資料結構,各式各樣的問題都可以很自然地對映到這些資料結構上:Redis的資料結構致力於幫助使用者解決問題,而不會像其他資料庫那樣,要求使用者扭曲問題來適應資料庫。除此之外,通過複製、持久化(persistence)和客戶端分片(client-side sharding)等特性,使用者可以很方便地將Redis擴充套件成一個能夠包含數百GB資料、每秒處理上百萬次請求的系統。


Redis能做什麼?

  1. 快取,毫無疑問這是Redis當今最為人熟知的使用場景。再提升伺服器效能方面非常有效;

  2. 排行榜,如果使用傳統的關係型資料庫來做這個事兒,非常的麻煩,而利用Redis的SortSet資料結構能夠非常方便搞定;

  3. 計算器/限速器,利用Redis中原子性的自增操作,我們可以統計類似使用者點贊數、使用者訪問數等,這類操作如果用MySQL,頻繁的讀寫會帶來相當大的壓力;限速器比較典型的使用場景是限制某個使用者訪問某個API的頻率,常用的有搶購時,防止使用者瘋狂點選帶來不必要的壓力;

  4. 注:限速器也是對請求限流的一種實現方式。

  5. 好友關係,利用集合的一些命令,比如求交集、並集、差集等。可以方便搞定一些共同好友、共同愛好之類的功能;

  6. 簡單訊息佇列,除了Redis自身的釋出/訂閱模式,我們也可以利用List來實現一個佇列機制,比如:到貨通知、郵件傳送之類的需求,不需要高可靠,但是會帶來非常大的DB壓力,完全可以用List來完成非同步解耦;

  7. Session共享,預設Session是儲存在伺服器的檔案中,即當前伺服器,如果是叢集服務,同一個使用者過來可能落在不同機器上,這就會導致使用者頻繁登陸;採用Redis儲存Session後,無論使用者落在那臺機器上都能夠獲取到對應的Session資訊。


Redis不能做什麼

Redis感覺能幹的事情特別多,但它不是萬能的,合適的地方用它事半功倍。如果濫用可能導致系統的不穩定、成本增高等問題。

比如,用Redis去儲存使用者的基本資訊,雖然它能夠支援持久化,但是它的持久化方案並不能保證資料絕對的落地,並且還可能帶來Redis效能下降,因為持久化太過頻繁會增大Redis服務的壓力。

簡單總結就是資料量太大、資料訪問頻率非常低的業務都不適合使用Redis。

資料太大會增加成本,訪問頻率太低,儲存在記憶體中純屬浪費資源。如果不擔心浪費資源,那請忽略。


為什麼要使用Redis

記憶體式: Redis將鍵值儲存在主存中,用於快速地讀寫訪問。

複製: Redis支援主從複製。資料讀取在slave完成,而資料寫入在 master 完成。複製提供可伸縮性和可用性。任何一個slave當機,其他的slave還可以提供資料訪問。

資料結構: Redis不僅儲存字串,還支援列表,集合,雜湊和有序集合。

虛擬記憶體: Redis使用RAM作為記憶體式儲存。但是,在記憶體不足的情況下,它使用虛擬記憶體來儲存資料。

釋出/訂閱模型: Redis支援建立釋出和訂閱通道,這樣Redis客戶端可以訂閱任意的通道來進行資料消費,並且任何已訂閱該通道的客戶端可以釋出資料。

資料永續性: Redis將記憶體中的資料定期儲存到檔案系統中。當Redis節點故障時,資料可以從Redis資料檔案恢復。


豐富的資料型別;

Redis有8種資料型別,當然常用的主要是 String、Hash、List、Set、 SortSet 這5種型別(還有Bitmaps-點陣圖、HyperLogLog、GEO-地理資訊定位),他們都是基於鍵值的方式組織資料。每一種資料型別提供了非常豐富的操作命令,可以滿足絕大部分需求,如果有特殊需求還能自己通過 lua 指令碼自己建立新的命令(具備原子性);

除了提供的豐富的資料型別,Redis還提供了像慢查詢分析、效能測試、Pipeline、事務、Lua自定義命令、Bitmaps、HyperLogLog、釋出/訂閱、Geo等個性化功能。

Redis的程式碼開源在GitHub,程式碼非常簡單優雅,任何人都能夠吃透它的原始碼;它的編譯安裝也是非常的簡單,沒有任何的系統依賴;有非常活躍的社群,各種客戶端的語言支援也是非常完善。另外它還支援事務(沒用過)、持久化、主從複製讓高可用、分散式成為可能。

做為一個開發者,對於我們使用的東西不能讓它成為一個黑盒子,我們應該深入進去,對它更瞭解、更熟悉。


總結Redis特性

速度快

資料存放在記憶體中;單執行緒模式,避免了執行緒上下文切換及多執行緒競爭訪問;c語言實現,更容易接近系統api;採用epoll非阻塞IO,不在網路上浪費時間;

支援多種資料型別

支援8種資料型別:String、Hash、List、Set、 SortSet、Bitmaps、HyperLogLog、GEO;

功能豐富

豐富的API,如可設定鍵過期,存在即設定(這可以用來解決分散式鎖問題),基於釋出訂閱可實現簡單的訊息佇列,通過Lua建立新命令,具有原子性,管道(pipeline)功能,解決網路開銷;

伺服器簡單

開原始碼優雅,容易閱讀原始碼,採用單執行緒模型,避免併發問題,redis自己實現了多路複用;

客戶端語言版本多

如Java、Php、Go

支援多種持久化方式

RDB和AOP,這兩種持久化深入分析請看:blog.csdn.net/u014229282/article/d...

支援叢集部署

支援主從複製,高可用叢集,內部叢集方式與Memcache做叢集實現不一樣的機制。



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