谈谈什么是 Redis

红太狼 2024-05-06 21:27 47阅读 0赞

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#### 文章目录 ####

*  Redis 官网页面
 *  Redis 的简介
 *  分布式系统
 *   *  分布式的架构演进
     *  常见概念
 *  Redis 的特性
 *   *  1. In-memory data structures
     *  2. Programmability
     *  3. Extensibility
     *  4. Persistence
     *  5. Clustering
     *  6. High availability
     *  Redis 最大的特性：快
 *  Redis 的应用
 *   *  把 redis 当做了数据库
     *  缓存和会话存储
     *  消息队列
 *  Redis 客户端
 *   *  客户端-服务器结构
     *  Redis 客户端的多种形态

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## Redis 官网页面 ##

[Redis官网链接][Redis]

![在这里插入图片描述][ea0e6bec608f4b8c92c9ba64425a393a.png]

## Redis 的简介 ##

Redis 是一个在内存中存储数据的中间件  
一方面用于作为数据库，另一方面用于作为数据缓存，适用于分布式系统中  
Redis 基于网络，进行进程间通信，把自己内存中的变量给别的进程，甚至别的主机的进程进行使用

![在这里插入图片描述][b08f552b0e9b4faab71ce6fb2f836c6d.png]

**Redis 的初心:** 是用来作为一个 “消息中间件” (消息队列)的，用于分布式系统下的生产者消费者模型，不过当前很少会直接使用 Redis 作为消息中间件了

**Redis 通常和 MySQL 结合起来使用**

MySQL 最大的问题在于，访问速度比较慢，很多互联网产品中,对于性能要求是很高；  
Redis 可以作为数据库使用，最大的特点就是访问速度快！但是和 MySQL 相比，最大的劣势，就是存储空间有限；  
通常情况下，最优的选择就是Redis 和 MySQL 的结合使用，当然还是要看使用场景的。

**具体的使用原则采用“二八原则”：20%的热点数据，满足80%的访问需求**

## 分布式系统 ##

引入多个主机/服务器，协同配合完成一系列的工作  
如 Web 服务器与数据库分别⼯作在不同的服务器上，或者多台 Web 服务器被分别部署在不同服务器上。  
注：这里多个主机指的是物理上的多个主机

### 分布式的架构演进 ###

请各位亲们，移步到博主的另一篇博客： [docker 的八大技术架构(图解)][docker]

![在这里插入图片描述][61d565a5509943e19b1c35923a42cbed.png]

### 常见概念 ###

**应⽤（Application）/ 系统（System）**  
一个应用，就是一 个/组 服务器程序

**模块（Module）/ 组件（Component）**  
—个应目里面有很多个功能，每个独立的功能，就可以称为是一个模块/组件

**集群（Cluster）**  
引入多个主机/服务器，协同配合完成一系列的工作  
注：这里的多个主机指的是逻辑上的多个主机

**分布式 和 集群的区别：**  
分布式强调的是物理形态，即⼯作在不同服务器上并且通过⽹络通信配合完成任务；  
⽽集群更在意逻辑形态，即是否为了完成特定服务⽬标。

**主（Master）/ 从（Slave）**  
分布式系统中一种比较典型的结构：多个服务器节点，其中一个是主，另外的都是从。  
从节点的数据要从主节点这里同步过来

**中间件（Middleware）**  
提供和业务无关的服务的软件，比如：数据库；缓存；消息队列

**评价指标（Metric）**

*  **可用性（Availability）：** 系统整体可用的时间 / 总的时间
 *  **响应时长（Response Time RT）：** 衡量服务器的性能，和具体服务器要做的业务密切相关的，数值越小越好
 *  **吞吐（Throughput）vs 并发（Concurrent）：** 衡量系统的处理请求的能力，也是属于衡量性能的一种方式

## Redis 的特性 ##

官网核心特性的介绍页面  
![在这里插入图片描述][2a8b7e9fe83e41feb178b5130746be85.png]

### 1. In-memory data structures ###

在内存中存储数据  
![在这里插入图片描述][c8237dcfe1034a4eb9c4e7333418a5d6.png]

MySQL 主要是通过“表"的方式来存储组织数据的，属于"关系型数据库"；  
Redis 主要是通过“键值对"（key 都是 string, value 则是上述的strings, hashes, lists, sets, sorted sets, streams）  
的方式来存储组织数据的，属于"非关系型数据库"

### 2. Programmability ###

可编程性  
![在这里插入图片描述][375d77ed7c224cd9a8c9f8b4da7576a8.png]  
针对Redis的操作，可以直接通过简单的交互式命令进行操作，也可以通过一些脚本的方式，批量执行一些操作(可以带有一些逻辑)，在 Redis 主要支持 Lua（“橹啊”）这个编程语言

### 3. Extensibility ###

扩展  
![在这里插入图片描述][daa49399809f48958507c173255e0dab.png]  
可以在 Redis 原有的功能基础上再进行扩展，Redis 提供了一组API，可以使用 C，C++，Rust 这几个语言编写 Redis 扩展（本质上是一个动态链接库）  
自己去扩展 Redis 的功能，在 Redis 自身已经提供了很多的数据结构和命令下，可以通过扩展，让 Redis支持更多的数据结构以及支持更多的命令

### 4. Persistence ###

持久化

![在这里插入图片描述][5c4446efc2544059bf5b5c8ce804afed.png]  
Redis 把数据存储在内存上的，由于内存的数据是“易失"的，进程退出/系统重启都会导致内存中的数据消失  
解决：Redis 会把数据存储在硬盘上，以内存为主，硬盘为辅（硬盘相当于对内存的数据备份了一下）；  
如果 Redis 重启了，就会在重启时加载硬盘中的备份数据使 Redis 的内存恢复到重启前的状态

### 5. Clustering ###

![在这里插入图片描述][faafec7705c2489a811d97d8a86e4ed6.png]  
Horizontal scalability：水平扩展，这个水平扩展，类似于"分库分表"；  
Redis 作为一个分布式系统中的中间件，能够支持集群是很关键的；  
一个 Redis 能存储的数据是有限的(内存空间有限)，引入多个主机，部署多个 Redis 节点，每个 Redis 节点存储数据的一部分

### 6. High availability ###

高可用 => 冗余/备份  
Redis 自身也是支持"主从”结构的，从节点就相当于主节点的备份  
![在这里插入图片描述][794e4e197c9b4a0192561b4c86880e46.png]

### Redis 最大的特性：快 ###

快的原因：  
1.Redis 数据是在内存中，比访问硬盘的数据库，要快很多  
2.Redis 核心功能都是比较简单的逻辑 => 核心功能都是比较简单的操作内存中的数据结构  
3.从网络角度上，Redis 使用了 IO 多路复用(epoll)的方式：使用一个线程来管理很多个socket  
4.Redis 使用的是单线程模型(虽然更高版本的Redis引入了多线程)，这样的单线程模型，减少了不必要的线程之间的竞争开销

## Redis 的应用 ##

![在这里插入图片描述][f13cc13f1b90474f9be4ec4ca3011360.png]

### 把 redis 当做了数据库 ###

> Real-time data store  
> Redis’ versatile in-memory data structures enable building data infrastructure for real-time applications that require low latency and high-throughput

大多数情况下，考虑到数据存储，优先考虑的是"大"，但是仍然有一些场景，考虑的是"快"，比如用于广告搜索/商业搜索的搜索引擎，对性能要求是非常高的，把所有需要检索的数据都存储在内存中，就是使用 Reids 及其类似的这样的内存数据库完成的

### 缓存和会话存储 ###

> Caching & session storage  
> Redis’ speed makes it ideal for caching database queries, complex computations, API calls, and session state.

Caching  
背景：使用 MySQL 数据库存数据，大，慢  
解决方法：使用二八原则，把热点数据分出来，存储在 redis 中的  
Redis 存部分数据，全量数据的存储以 mysql 为主的，哪怕 Redis 的数据没了，还可以从 mysql 这边再加载回来

session storage  
http 协议的 cookie ：实现用户身份信息的保存，只是在浏览器这边存储了一个用户的身份标识 sessionld  
session: 在服务器中真正的存储的用户数据

![在这里插入图片描述][7ad3cddc41784bcf8f72fa0edadc348d.png]

### 消息队列 ###

> Streaming & messaging  
> The stream data type enables high-rate data ingestion, messaging, event sourcing, and notifications.

基于消息队列可以实现一个**网络版本**的生产者消费者模型  
分布式系统来说，服务器和服务器之间，有时候也需要使用到生产者消费者模型的  
优势：1.解耦合 2.削峰填谷  
如果当前场景中，对于消息队列的功能依赖的不是很多，并且又不想引入额外的依赖了，Redis 可以作为一个选择

**Redis 的缺点：不能存储大规模的数据**

## Redis 客户端 ##

### 客户端-服务器结构 ###

Redis 同 Mysql 一样，也是一个**客户端-服务器结构**的程序，结构如下图：  
![在这里插入图片描述][435731ce888a4213a4ccf6aad4fc676b.png]  
注：Redis 客户端和服务器可以在同一个主机上，也可以在不同主机上

### Redis 客户端的多种形态 ###

1.  自带的命令行客户端，通过 `redis-cli` 命令使用(学习中使用)
    
        redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
2.  图形化界面的客户端，有的是桌面程序，或者是web程序(不推荐使用)
3.  基于 Redis 的 API 自行开发客户端(工作中最常用)

[fly in the sky - CSDN]: https://blog.csdn.net/m0_73740682?spm=1011.2415.3001.5343
[Redis]: https://redis.io/
[ea0e6bec608f4b8c92c9ba64425a393a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/06/db0852db42e94a68a4536823ef053ad4.png
[b08f552b0e9b4faab71ce6fb2f836c6d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/06/57f4f6cab04945e2be9b61656abdb72e.png
[docker]: https://blog.csdn.net/m0_73740682/article/details/136936927
[61d565a5509943e19b1c35923a42cbed.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/06/b91184ce5528414eb0d3b68e90d95241.png
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