学步园

1.1 Redis是什么

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统。Redis提供了一些丰富的数据结构，包括 lists, sets, ordered sets 以及 hashes ，当然还有和Memcached一样的 strings结构.Redis当然还包括了对这些数据结构的丰富操作。

1.2 Redis的优点

• 性能极高 – Redis能支持超过 100K+ 每秒的读写频率。
• 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
• 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
• 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis与Memcache：

很多开发者都认为Redis不可能比Memcached快，Memcached完全基于内存，而Redis具有持久化保存特性，即使是异步的，Redis也不可能比Memcached快。但是测试结果基本是Redis占绝对优势。一直在思考这个原因，目前想到的原因有这几方面。

• Libevent。和Memcached不同，Redis并没有选择libevent。Libevent为了迎合通用性造成代码庞大(目前Redis代码还不到libevent的1/3)及牺牲了在特定平台的不少性能。Redis用libevent中两个文件修改实现了自己的epoll event loop(4)。业界不少开发者也建议Redis使用另外一个libevent高性能替代libev，但是作者还是坚持Redis应该小巧并去依赖的思路。一个印象深刻的细节是编译Redis之前并不需要执行./configure。
• CAS问题。CAS是Memcached中比较方便的一种防止竞争修改资源的方法。CAS实现需要为每个cache key设置一个隐藏的cas token，cas相当value版本号，每次set会token需要递增，因此带来CPU和内存的双重开销，虽然这些开销很小，但是到单机10G+ cache以及QPS上万之后这些开销就会给双方相对带来一些细微性能差别(5)。

单台Redis的存放数据与物理内存：

Redis的数据全部放在内存带来了高速的性能，但是也带来一些不合理之处。比如一个中型网站有100万注册用户，如果这些资料要用Redis来存储，内存的容量必须能够容纳这100万用户。但是业务实际情况是100万用户只有5万活跃用户，1周来访问过1次的也只有15万用户，因此全部100万用户的数据都放在内存有不合理之处，RAM需要为冷数据买单。

这跟操作系统非常相似，操作系统所有应用访问的数据都在内存，但是如果物理内存容纳不下新的数据，操作系统会智能将部分长期没有访问的数据交换到磁盘，为新的应用留出空间。现代操作系统给应用提供的并不是物理内存，而是虚拟内存(Virtual Memory)的概念。

基于相同的考虑，Redis 2.0也增加了VM特性。让Redis数据容量突破了物理内存的限制。并实现了数据冷热分离。

Redis的VM：

Redis的VM依照之前的epoll实现思路依旧是自己实现。但是在前面操作系统的介绍提到OS也可以自动帮程序实现冷热数据分离，Redis只需要OS申请一块大内存，OS会自动将热数据放入物理内存，冷数据交换到硬盘，另外一个知名的“理解了现代操作系统(3)”的Varnish就是这样实现，也取得了非常成功的效果。

作者antirez在解释为什么要自己实现VM中提到几个原因(6)。主要OS的VM换入换出是基于Page概念，比如OS VM1个Page是4K, 4K中只要还有一个元素即使只有1个字节被访问，这个页也不会被SWAP, 换入也同样道理，读到一个字节可能会换入4K无用的内存。而Redis自己实现则可以达到控制换入的粒度。另外访问操作系统SWAP内存区域时block进程，也是导致Redis要自己实现VM原因之一。

Publish/Subscribe：

Redis支持这样一种特性，你可以将数据推到某个信息管道中，然后其它人可以通过订阅这些管道来获取推送过来的信息。

1.订阅信息管道：

1.1用一个客户端订阅管道：

redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channelone
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channelone"
3) (integer) 1

1.2另一个客户端往这个管道推送信息

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channelone hello
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channelone world
(integer) 1

1.3然后第一个客户端就能获取到推送的信息

redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channelone
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channelone"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "channelone"
3) "hello"
1) "message"
2) "channelone"
3) "world"

2 按一定模式批量订阅

用下面的命令订阅所有channel开头的信息通道

dis 127.0.0.1:6379> PSUBSCRIBE channel*
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"
2) "channel*"
3) (integer) 1

在另一个客户端对两个推送信息

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channelone hello
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channeltwo world
(integer) 1

数据过期设置：

Redis支持按key设置过期时间，过期后值将被删除（在客户端看来是补删除了的）

用TTL命令可以获取某个key值的过期时间（-1表示永不过期）

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> TTL name
(integer) -1

下面命令先用EXISTS命令查看key值是否存在，然后用EXPIRE设置了5秒的过期时间：

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> EXPIRE name 5
(integer) 1

上面在是直接设置多少秒后过期，你也可以设置在某个时间点过期，下面例子是设置2011-09-24 00:40:00过期：

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> EXPIREAT name 1316805000
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 0

事务性：

Redis本身支持一些简单的组合型的命令，比如以NX结尾命令都是判断在这个值没有时才进行某个命令。

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> SETNX name "Dexter Morgan"
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"John Doe"

当然，Redis还支持自定义的命令组合，通过MULTI和EXEC，将几个命令组合起来执行。

redis 127.0.0.1:6379> SET counter 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK
redis 127.0.0.1:6379> INCR counter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> INCR counter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> INCR counter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> EXEC
1) (integer) 1
2) (integer) 2
3) (integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> GET counter
"3"
还可以用DICARD命令来中断执行中的命令序列。

持久化:

Redis的所有数据都存储在内存中，但是他也提供对这些数据的持久化。

数据快照:

数据快照的原理是将整个Redis中存的所有数据遍历一遍存到一个扩展名为rdb的数据文件中。通过SAVE命令可以调用这个过程。

Append-Only File（追加式的操作日志记录）:

Redis还支持一种追加式的操作日志记录，叫append only file，其日志文件以aof结局，我们一般各为aof文件。要开启aof日志的记录，你需要在配置文件中进行如下设置：

appendonly yes

这时候你所有的操作都会记录在aof日志文件中.

管理命令:

redis支持多个DB，默认是16个，你可以设置将数据存在哪一个DB中，不同DB间的数据具有隔离性。也可以在多个DB间移动数据。

redis 127.0.0.1:6379> SELECT 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> GET name
(nil)
redis 127.0.0.1:6379[1]> SELECT 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> MOVE name 1
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> GET name
"John Doe"

客户端:

Redis的客户端很丰富，几乎所有流行的语言都有其客户端，这里就不再赘述，有兴趣的同学可以上Redis的Clients页面去查找。

总结