目录

1、为什么要用Redis/为什么要用缓存

2、Redis是单线程还是多线程？

3、Redis为什么这么快

4、redis和memcached的区别

5、Redis五种数据类型

6、Redis如何做项目的中间缓存层？

7、keys和scan

8、Redis如何缓存10万条数据

9、Redis如何实现分布式锁？

10、Redis如何实现消息队列

11、Redis集群

11.1、主从模式

11.1.1、主节点master

11.1.2、从节点slave

11.1.3、工作机制

11.2、Sentinel(哨兵)模式

11.2.1、哨兵的任务

​​​​​​​11.2.2、工作机制

​​​​​​​11.3、Cluster模式

---

1、为什么要用Redis/为什么要用缓存

• 高性能：用户第一次访问数据库的数据，因为是从硬盘上读取，所以速度是很慢的。这时把读取的数据保存在缓存中，后续用户再次访问这些数据就可以直接从缓存中获取，操作缓存就是操作内存，所以速度很快。如果数据库中相应数据改变之后，修改缓存中对应数据即可。
• 高并发：直接操作缓存能承受的请求数是远远大于直接操作数据库的，可以把数据库中的部分数据转移到缓存中去，将用户的一部分数据请求直接转到缓存而不是数据库。

2、Redis是单线程还是多线程？

• 执行Redis命令的核心模块(网络请求和数据操作模块)是单线程的。
• Redis其他模块如持久化存储模块、集群支撑模块等是多线程的。
• Redis4.0：针对部分命令做了多线程化，主要体现在异步删除操作方面，使得Redis可以使用异步的方式对Redis数据执行删除操作。例如：unlink key，flushdb async，flushall async。
• Redis6.0：引入多线程，针对处理网络请求过程采用了多线程，而数据的读写命令，仍然是单线程。(Redis采用了多路复用的IO模型，本质上是同步阻塞型IO模型，在处理网络请求时，调用select的过程是阻塞的，高并发场景下，会成为瓶颈。引入多线程后，网络处理请求并发进行，大大提升性能。)

3、Redis为什么这么快

        单台redis情况下，官方提供的数据为：读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s 。

• 纯内存操作

        Redis可避免SWAP：Swap 把不常访问的内存先写到磁盘中，然后释放这些内存，给其他更需要的进程使用。再次访问这些内存时，重新从磁盘读入内存。

• 底层数据结构优化

        数据类型：String、List、Hash、Set、SotedSet        

        数据结构：SDS、双向链表、跳表、字典、压缩列表、快速列表

• 单线程

        指的是Redis键值对读写指令的执行是单线程，并不是说Redis只有一个线程。对于 Redis 的持久化、集群数据同步、异步删除等都是其他线程执行。

        Redis 6.0中新增了多线程特性，针对处理网络请求过程采用了多线程，而数据的读写命令，仍然是单线程处理的。

        避免线程创建、上下文切换导致的性能损耗；避免线程之间的竞争问题(避免加锁)

• IO多路复用模型

        基本原理就是有个函数会不断地轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程

4、redis和memcached的区别

• Memcached仅支持简单的string数据类型，而Redis支持string、list、set、zset、hash等多种数据类型。
• 当物理内存用尽后，redis可以将一些很久没用的value存储到磁盘中
• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用
• 存储数据安全--memcache挂掉后，数据没了；redis可以定期保存到磁盘（持久化）

5、Redis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)。

6、Redis如何做项目的中间缓存层？

在项目中使用Redis缓存流程：

1.         1.查询时先从缓存中查询
   1.         2.缓存中如果没有数据再从数据库查询，并将数据保存进缓存
      1.         3.如果缓存中查询到数据，直接返回，不再需要查询数据库

收益：

1. 加速读写；
2. 降低后端负载，减少后端访问量和复杂计算

成本：

1. 数据不一致(同步缓存层和存储层)；
2. 需要同时维护缓存层和存储层，增加了代码维护成本。

7、keys和scan

        keys：扫描Redis中指定模式的key列表。原理：扫描整个Redis里面所有db的key，然后根据命令中的通配符进行模糊查找。

        scan：scan cursor，无阻塞地提取Redis中指定模式的key列表。原理：可以将scan命令简单理解成分页查询，返回值是一个包含两个元素的数组， 第一个元素是用于进行下一次迭代的新游标(cursor)， 而第二个元素是一个数组， 这个数组中包含了所有被迭代的元素。当scan命令的游标参数(cursor)被设置为 0 时， 服务器将开始一次新的迭代， 而当服务器向用户返回值为 0的游标时， 表示迭代已结束。

        两个命令都是扫描Redis中指定模式的key列表。不同的是，keys命令是一次性返回所有结果，执行keys命令过程中，会阻塞Redis主线程一段时间，Redis服务会停止(所以一般不会在生产环境使用)，直到keys命令执行完毕。而scan命令的结果需要迭代多次返回，不会阻塞Redis服务，但是返回的数据有可能重复，需要客户端手动进行去重。

8、Redis如何缓存10万条数据

        Redis管道，客户端可以一次性发送多条命令，不用逐条等待命令的返回值，而是在最后一次性读取返回结果。(好处是只需要一次网络传输开销)。

        需要注意的是，使用Redis管道时，Redis服务端会将管道中命令的结果暂时缓存起来，如果管道一次性响应的数据量过大，可能会对Redis内存造成较大的压力。所以，管道批处理命令数量并不是越多越好，而是要根据实际需求决定管道批处理命令数量。

9、Redis如何实现分布式锁？

 可参考Java分布式锁解决方案_零点冰.的博客-CSDN博客

10、Redis如何实现消息队列

消息队列：

        利用redis的list数据结果，rpush生产消息，lpop消费消息。

        当lpop没有消息的时候，可以适当sleep一段时间再重试。或者使用blpop命令，在没有消息的时候，blpop会阻塞直到有消息到来。

 延时队列：

        使用sortedset，拿时间戳作为score，消息内容作为key调用zadd来生产消息，消费者用zrangebyscore指令获取N秒之前的数据轮询进行处理。

11、Redis集群

        集群：将同一个服务部署在多台服务器上，实现服务的高可用性。

11.1、主从模式

        1个主节点master + 多个从节点slave。

11.1.1、主节点master

        master主节点可读、可写，可拥有多个slave节点，写操作时会自动将数据同步给slave节点。

        Master挂掉后，不影响slave节点的读服务，但redis不再对外提供写服务。

11.1.2、从节点slave

        slave从节点只读，只能对应一个slave节点，只会同步master节点的数据。

        Slave挂掉后，不会影响master节点和其他slave节点。

11.1.3、工作机制

        当slave启动后，主动向master发送SYNC命令。

        master接收到SYNC命令后在后台保存快照（RDB持久化）和缓存保存快照这段时间的命令，然后将保存的快照文件和缓存的命令发送给slave。

        slave接收到快照文件和命令后加载快照文件和缓存的执行命令。

        复制初始化后，master每次接收到的写命令都会同步发送给slave，保证主从数据一致性。

11.2、Sentinel(哨兵)模式

        在主从模式的基础上，增加哨兵，用于监控redis集群的运行情况，在master节点宕机后，从slave节点中重新选择出新的master节点。

        哨兵个数通常为奇数个，为了在master故障时投票表决是否下线该故障master节点。

11.2.1、哨兵的任务

• 监控

        哨兵会不断检查master和slave节点是否正常运行。

• 提醒

        当被监控的某个节点发生故障时，哨兵可通过API向管理员或其他应用程序发送通知。

• 自动故障转移

        当master节点发生故障时，哨兵会进行选举，在slave节点中选出一个新的master节点作为主服务处理redis的写操作。

​​​​​​​11.2.2、工作机制

        当使用sentinel模式的时候，客户端就不要直接连接Redis，而是连接sentinel的ip和port，由sentinel来提供具体的可提供服务的Redis实现，这样当master节点挂掉以后，sentinel就会感知并将新的master节点提供给使用者。(sentinel可以理解为一个服务注册中心)。

​​​​​​​11.3、Cluster模式

        数据分区存储。

        分区：将数据分布在多个Redis实例上，以减轻单机Redis的网络I/O压力，便于后期Redis的横向扩展，提升Redis的总体性能。

以上内容为个人学习理解，如有问题，欢迎在评论区指出。

部分内容截取自网络，如有侵权，联系作者删除。