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缓存简介

Redis - 图1

概述

？ 为什么要有redis?

特点：内存存储、单线程、多种数据类型、带本地方法，计算向数据移动 、epoll模型
在互联量高并发、海量数据的场景下，关系型数据库往往成为性能瓶颈。从性能上来说，海量数据场景下，B+树索引的深度增加，还带来磁盘io次数的增加。
NoSQL应运而生。

？ 为什么redis不做关系型的而要做成k-v结构的

redis存储是有时效性的，不能保证关系型数据库的 约束、范式、冗余。(如当多个Key存在依赖关系时，某个key失效，其他缓存也会伴随失效)
当然另外一个原因还是快

? redis都是单线程的吗？

是单线程，串行化。
redis6.0支持多线程了，但是只有io行为是多线程处理，但是io中读到的数据处理(工作线程)仍然是单线程的。

？redis 有哪些数据类型？

string list hash set zset,且每种数据结构都有自已的本地方法。

? memcache支持string以外的数据类型吗
  1. 数据类型, memcache的value只有string,所有其他类型数据都需要序列，无法使用memcache做数据计算，而redis支持更丰富的数据类型。

？连接池是线程池吗？连接池一定是多线程吗？

连接池不是线程池，两者没啥关系。
连接就是socket, 连接池就是一个List, 一个简单连接池不是必须依赖线程池的。像NIO就是单线程的。

？redis部署

多实例部署，则每个实例放在不同的redis服务器上。
线上redis单实例数据量一般不要超过10G，可以做业务拆分。这样数据恢复到内存是很快。

? Redis的IO性能来自于哪里？

redis使用epoll模型(如果操作系统没有epoll会降级为select，总之使用io多路复用模型)。

？Redis BGSAVE如何解决 已写数据被篡改？

copy on write 写时复制 SC-clone()一个线程出来,线程内对象引用指向还是开始BGSAVE那个时刻的。
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数据结构

  • 串 sds
  • hash
  • list
  • set
  • zset

阿里云redis4.0

多线程性能增强

Redis性能增强型实例将Redis服务各阶段的任务进行分离，通过分工明确的多个线程并行处理各阶段任务，达到提高性能的目的。

  • IO线程：负责请求读取、响应发送、命令解析等；
  • Worker线程：负责命令处理、定时器事件等；
  • 辅助线程：负责高可用探测、保活等。

图 1. Redis单线程模型
Redis - 图3
图 2. Redis多线程模型
Redis - 图4
IO线程读取用户的请求并进行解析，之后将解析结果以命令的形式放在队列中发送给Worker线程处理。Worker线程将命令处理完成后生成响应，通过另一条队列发送给IO线程。
Redis性能增强型实例最多支持4个IO线程并发运行。为了提高线程的并行度，IO线程和Worker线程之间采用无锁队列和管道进行数据交换。

数据结构模块集成

云数据库Redis企业版性能增强系列集成了多个自研的Redis模块，包括TairString、TairHash、TairGIS、TairBloom和TairDoc，从多方面扩展Redis的适用性，降低复杂场景下业务的开发难度，使您专注于业务创新。

  • TairString 是一种带版本号的k-v string结构，可用于乐观锁等场景。
  • TairGIS 是一种 R-Tree做索引，支持地理信息系统GIS（Geographic Information System）相关接口的数据结构。
  • TairBloom 是一种可动态扩容的布隆过滤器。
  • TairDoc是一种文档类型的数据结构，支持JSON标准，完全兼容ReJSON模块的命令。TairDoc数据以二进制树的方式存储，支持对JSON中子元素的快速访问。


混合存储型实例

云Redis企业版混合存储型实例整合了内存和磁盘二者的优势，在提供高速数据读写能力的同时满足了数据持久化的需求。
用磁盘存储全量数据，将热数据保存到内存中供应用快速读写。在保证常用数据访问性能不下降的基础上，Redis混合存储型实例能够大幅度降低用户成本，实现性能与成本的平衡，同时使单个Redis实例的数据量不再受内存大小的限制。
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云Redis的高可用

实例架构

架构类型 说明
Redis标准版-双副本 系统工作时主节点（Master）和副本（Replica）数据实时同步，主节点故障时系统自动秒级切换，备节点接管业务，全程自动且对业务无影响，主从架构保障系统服务具有高可用性。
Redis集群版-双副本 集群（Cluster）实例采用分布式架构，每个数据分片都支持主从（master-replica）高可用，能够自动进行容灾切换和故障迁移。集群版提供多种规格，您可以根据业务压力的大小选择合适的规格，还可以随着业务的发展自由变配。集群版支持两种连接模式：
- 代理模式是集群版的默认连接方式，可提供智能的连接管理，降低应用开发成本。
- 直连模式支持客户端绕过代理服务器直接访问后端数据分片，可降低网络开销和服务响应时间，适用于对Redis响应速度要求极高的业务。
Redis读写分离版 与标准版-双副本架构类似，读写分离实例采用主从（Master-Replica）架构提供高可用，主节点挂载只读副本（Read Replica）实现数据复制，支持读性能线性扩展。 只读副本可以有效缓解热点key带来的性能问题，适合高读写比的业务场景。 读写分离实例有两种类型，即非集群版和集群版：
- 非集群版读写分离实例支持一个只读副本、三个只读副本或五个只读副本三种版本。
- 集群版读写分离实例在每个分片下挂载一个只读副本，提供分片级别的自动读写分离能力，适合超大规模高读写比的业务场景。

参考资料

谈谈服务雪崩、降级与熔断
Redis 缓存和 MySQL 数据如何实现一致性？
记一次线上Redis缓存击穿
总结Redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩各是怎样的，解决思路及方案
高可用Redis服务架构分析与搭建
谈谈关于缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩，热点数据失效问题的解决方案
阿里云redis4.0新特性
redis为什么这么快
内置复制
redis详解-底层数据结构
redisAOF持久化详解