Redis(一期) 思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

Redis数据类型选择和应用场景

key的类型是字符串。

常用

string字符串类型

Redis的String能表达3种值的类型：字符串、整数、浮点数 100.01 是个六位的串

应用场景：

1、key和命令是字符串

2、普通的赋值

3、incr用于乐观锁
incr：递增数字，可用于实现乐观锁 watch(事务)

4、setnx用于分布式锁
当value不存在时采用赋值，可用于实现分布式锁

list列表类型

list列表类型可以存储有序、可重复的元素
获取头部或尾部附近的记录是极快的
list的元素个数最多为2^32-1个（40亿）

应用场景：

1、作为栈或队列使用
列表有序可以作为栈和队列使用

2、可用于各种列表，比如用户列表、商品列表、评论列表等。

set集合类型

Set：无序、唯一元素
集合中最大的成员数为 2^32 - 1

应用场景：

适用于不能重复的且不需要顺序的数据结构

比如：关注的用户，还可以通过spop进行随机抽奖

sortedset（zset）有序集合类型

sortedset有序集合类型

特点

SortedSet(ZSet) 有序集合：元素本身是无序不重复的

每个元素关联一个分数(score)

可按分数排序，分数可重复

应用场景：

由于可以按照分值排序，所以适用于各种排行榜。比如：点击排行榜、销量排行榜、关注排行榜等。

hash类
型。

hash类型（散列表）

Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，它提供了字段和字段值的映射。
每个 hash 可以存储 2^32 - 1 键值对（40多亿）。

应用场景：

对象的存储，表数据的映射

不常用的

bitmap位图类型

bitmap是进行位操作的
通过一个bit位来表示某个元素对应的值或者状态,其中的key就是对应元素本身。
bitmap本身会极大的节省储存空间。

应用场景：

1、用户每月签到，用户id为key ，日期作为偏移量 1表示签到

2、统计活跃用户, 日期为key，用户id为偏移量 1表示活跃

3、查询用户在线状态，日期为key，用户id为偏移量 1表示在线

geo地理位置类型

geo是Redis用来处理位置信息的。在Redis3.2中正式使用。主要是利用了Z阶曲线、Base32编码和
geohash算法

应用场景：

1、记录地理位置

2、计算距离

3、查找"附近的人"

Redis5.0新增一种：stream类型

stream是Redis5.0后新增的数据结构，用于可持久化的消息队列。

几乎满足了消息队列具备的全部内容，包括：

消息ID的序列化生成

消息遍历

消息的阻塞和非阻塞读取

消息的分组消费

未完成消息的处理

消息队列监控

每个Stream都有唯一的名称，它就是Redis的key，首次使用 xadd 指令追加消息时自动创建。

注意：Redis中命令是忽略大小写，（set SET），key是不忽略大小写的（NAME name）

Redis的Key的设计

1. 用:分割

2. 把表名转换为key前缀, 比如: user:

3. 第二段放置主键值

4. 第三段放置列名

Redis扩展功能

发布与订阅

频道/模式的订阅与退订

发布订阅的机制

使用场景:哨兵模式，Redisson框架使用

在Redis哨兵模式中，哨兵通过发布与订阅的方式与Redis主服务器和Redis从服务器进行通信。这个我
们将在后面的章节中详细讲解。
Redisson是一个分布式锁框架，在Redisson分布式锁释放的时候，是使用发布与订阅的方式通知的，

事务

ACID回顾

Atomicity（原子性）：构成事务的的所有操作必须是一个逻辑单元，要么全部执行，要么全部不
执行。Redis:一个队列中的命令执行或不执行

Consistency（一致性）：数据库在事务执行前后状态都必须是稳定的或者是一致的。
Redis: 集群中不能保证时时的一致性，只能是最终一致性

Isolation（隔离性）：事务之间不会相互影响。
Redis: 命令是顺序执行的，在一个事务中，有可能被执行其他客户端的命令的

Durability（持久性）：事务执行成功后必须全部写入磁盘。
Redis有持久化但不保证数据的完整性

Redis事务

Redis的事务是通过multi、exec、discard和watch这四个命令来完成的。

Redis的单个命令都是原子性的，所以这里需要确保事务性的对象是命令集合。

Redis将命令集合序列化并确保处于同一事务的命令集合连续且不被打断的执行

Redis不支持回滚操作

事务命令

multi：用于标记事务块的开始,Redis会将后续的命令逐个放入队列中，然后使用exec原子化地执行这个
命令队列

exec：执行命令队列

discard：清除命令队列

watch：监视key

unwatch：清除监视key

事务机制

事务的执行

Watch的执行

Redis的弱事务性

Lua脚本

lua是一种轻量小巧的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开放，其设计目的是为了嵌入应用
程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

Lua应用场景

游戏开发、独立应用脚本、Web应用脚本、扩展和数据库插件。

nginx上使用lua 实现高并发

OpenRestry：一个可伸缩的基于Nginx的Web平台，是在nginx之上集成了lua模块的第三方服务器

OpenRestry是一个通过Lua扩展Nginx实现的可伸缩的Web平台，内部集成了大量精良的Lua库、第三
方模块以及大多数的依赖项。

用于方便地搭建能够处理超高并发（日活千万级别）、扩展性极高的动态Web应用、Web服务和动态网
关。

功能和nginx类似，就是由于支持lua动态脚本，所以更加灵活。
OpenRestry通过Lua脚本扩展nginx功能，可提供负载均衡、请求路由、安全认证、服务鉴权、流量控
制与日志监控等服务。

创建并修改lua环境

Lua环境协作组件

EVAL/EVALSHA命令实现

EVAL命令

EVALSHA

SCRIPT命令

脚本管理命令实现

脚本复制

慢查询日志

慢查询设置

慢查询记录的保存

慢查询日志的阅览&删除

添加日志实现

慢查询定位&处理

1、尽量使用短的key，对于value有些也可精简，能使用int就int。

2、避免使用keys *、hgetall等全量操作。

3、减少大key的存取，打散为小key 100K以上

4、将rdb改为aof模式
rdb fork 子进程数据量过大主进程阻塞 redis性能大幅下降
关闭持久化，（适合于数据量较小，有固定数据源）

5、想要一次添加多条数据的时候可以使用管道

6、尽可能地使用哈希存储

7、尽量限制下redis使用的内存大小，这样可以避免redis使用swap分区或者出现OOM错误
内存与硬盘的swap

监视器

实现监视器

向监视器发送命令信息

Redis监控平台

Redis核心原理

Redis持久化

为什么要持久化

Redis是内存数据库，宕机后数据会消失。

Redis重启后快速恢复数据，要提供持久化机制

Redis持久化是为了快速的恢复数据而不是为了存储数据

Redis有两种持久化方式：RDB和AOF

注意：Redis持久化不保证数据的完整性。

当Redis用作DB时，DB数据要完整，所以一定要有一个完整的数据源（文件、mysql）
在系统启动时，从这个完整的数据源中将数据load到Redis中

数据量较小，不易改变，比如：字典库（xml、Table）

RDB

RDB执行流程(原理)

RDB文件结构

RDB的优缺点

AOF

AOF持久化实现

AOF原理

AOF重写、触发方式、混合持久化

AOF文件的载入与数据还原

RDB与AOF对比

应用场景

底层数据结构

RedisDB结构

RedisObject结构

结构信息概览

7种type

10种encoding

缓存过期和淘汰策略

maxmemory

expire数据结构

删除策略

定时删除

惰性删除

主动删除

通讯协议及事件处理机制

通信协议

请求响应模式

请求数据格式

命令处理流程

协议响应格式

协议解析及处理

事件处理机制

文件事件

时间事件

aeEventLoop

aeMain

aeProcessEvent

Redis企业实战

架构设计

组件选择/多级

缓存大小

key数量

读写峰值

命中率

过期策略

性能监控指标

缓存预热

缓存问题

缓存穿透

缓存雪崩

缓存击穿

数据不一致

数据并发竞争

Hot Key

Big Key

缓存与数据库一致性

缓存更新策略

不同策略之间的优缺点

与Mybatis整合

分布式锁

watch

setnx

Redission分布式锁的使用

分布式锁的特性

ookeeper分布式锁的对比

分布式集群架构中的session分离

阿里Redis使用手册

键值设计

命令使用

客户端使用