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Redis 是一种高性能、高牢靠的内存数据存储和解决零碎，它反对多种数据结构和协定，能够用于各种不同的利用场景。本文将介绍 Redis 的高级个性，包含长久化、事务、Lua 脚本等方面，以及如何应用这些个性实现高性能、高牢靠的数据存储和解决。

高性能、高可用、高可扩展性的原理

  1. 基于内存的数据结构：Redis将数据存储在内存中，而不是硬盘中，因而能够实现十分高速的读写操作。
  2. 单线程的模型：Redis采纳单线程的模型，防止了多线程之间的竞争问题，也缩小了线程切换的开销。
  3. 高效的网络通信：Redis采纳本人设计的简略协定进行通信，协定自身十分轻量级，缩小了网络传输的开销。
  4. 异步非阻塞式IO：Redis采纳异步非阻塞的IO模型，当IO操作实现后才会告诉应用程序，防止了IO阻塞对性能的影响。
  5. 高效的长久化机制：Redis反对多种长久化机制，包含快照和AOF，能够满足不同的业务需要，同时也能够进步数据的安全性。
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长久化

Redis是一种内存数据库，它将数据存储在内存中，因而它十分疾速。然而，如果Redis过程意外终止，所有数据将失落。为了解决这个问题，Redis提供了长久化性能，它能够将内存中的数据异步写入磁盘，以便在Redis重启后能够复原数据。

RDB长久化

RDB长久化是将Redis在某个工夫点上的数据保留到硬盘上，能够看作是对Redis内存中的数据做一个快照。RDB长久化能够通过配置Redis服务器的工夫距离来主动触发，也能够手动执行。

AOF长久化

AOF长久化是将Redis的写操作以文本模式追加到文件中。AOF文件中的每个写操作都是一个Redis命令，当Redis服务器重启时，能够通过执行AOF文件中的所有命令来复原数据。

长久化的配置

RDB配置

RDB长久化的配置文件为redis.conf。在配置文件中，能够通过以下配置项来管制RDB长久化的行为：

  • save：指定Redis主动触发RDB长久化的条件，格局为 save ，其中seconds示意工夫距离，changes示意数据变动的次数。例如，save 900 1 示意如果900秒内有至多1个键被批改，则触发RDB长久化。
  • stop-writes-on-bgsave-error：如果设置为yes，则如果RDB长久化失败，Redis服务器将进行承受写申请，直到RDB长久化胜利为止。
    Redis还提供了以下与RDB长久化相干的命令：
  • save：手动触发RDB长久化。
  • bgsave：在后盾异步执行RDB长久化。

AOF配置

AOF长久化的配置文件为redis.conf。在配置文件中，能够通过以下配置项来管制AOF长久化的行为：

  • appendonly：如果设置为yes，则开启AOF长久化。

  • appendfsync：指定AOF缓冲区何时将数据同步到硬盘，有以下三个选项：

    • always：每个Redis命令都会立刻同步到硬盘。
    • everysec：每秒将AOF缓冲区中的数据同步到硬盘。
    • no：齐全依赖操作系统将数据同步到硬盘。
  • no-appendfsync-on-rewrite：如果设置为yes，则当Redis执行AOF重写时，不将数据同步到硬盘。
    Redis还提供了以下与AOF长久化相干的命令：
  • bgrewriteaof：在后盾异步执行AOF重写。
  • bgappendonly：在后盾异步执行AOF缓冲区的数据同步到硬盘。

长久化的复原

RDB的复原

RDB长久化的复原比较简单，只需将RDB文件复制到Redis服务器的工作目录，并在redis.conf文件中指定RDB文件的门路即可。Redis服务器启动时会主动加载RDB文件，并复原数据。

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AOF的复原

AOF长久化的复原绝对简单。首先，须要将AOF文件加载到Redis服务器中：

plaintextCopy coderedis-cliCONFIG SET appendonly yesBGREWRITEAOF

而后，须要清空Redis服务器中的数据：

plaintextCopy coderedis-cliFLUSHALL

最初，执行AOF文件中的所有命令，复原数据：

plaintextCopy coderedis-cliCONFIG SET appendonly yesBGREWRITEAOF

RDB和AOF的抉择

在抉择长久化形式时，须要依据理论的业务场景和需要来抉择RDB或AOF长久化。如果对数据完整性要求较高，能够抉择AOF长久化；如果对数据完整性要求不高，能够抉择RDB长久化。

长久化对性能的影响

长久化会对Redis服务器的性能产生肯定的影响，特地是在执行RDB长久化时，因为须要fork出子过程，会占用肯定的CPU和内存资源。因而，在配置长久化时，须要依据理论状况来均衡数据安全和性能的需要。

数据的失落问题

因为Redis的长久化是异步的，因而在Redis意外终止时，可能会失落局部数据。为了最小化数据失落的危险，能够应用AOF长久化，并将appendfsync设置为always。这将确保每个写操作都同步到磁盘上的AOF文件中。

事务

Redis事务是指在一次操作中执行多个命令，并且这些命令要么全副被执行，要么全副不执行。Redis事务能够保障一系列命令的原子性执行。

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事务的长处

  • 原子性：Redis事务能够保障多个命令的原子性执行，即要么全副执行，要么全副不执行。
  • 性能：Redis事务能够将多个命令打包成一个批量操作，从而缩小网络通信的开销，进步性能。
  • 一致性：Redis事务能够保障多个命令的一致性，即在执行事务期间，其余客户端不会对这些命令进行批改。

实现形式

  • MULTI：开始一个事务。
  • EXEC：执行事务中的所有命令。
  • DISCARD：勾销事务。
  • WATCH：监督一个或多个键，如果在事务执行期间这些键被批改，事务将被勾销。

示例:

/**     * 事务操作     * @param isOpenError 是否开启异样     */    public void transactionalMethod(boolean isOpenError) {        redisTemplate.execute(new SessionCallback<List<Object>>() {            @Override            public List<Object> execute(RedisOperations operations) {                operations.multi(); // 开启事务                ValueOperations<String, String> valueOps = operations.opsForValue();                valueOps.set("key1", "value1");                if(isOpenError){                    int i = 1 / 0;                }                valueOps.set("key2", "value2");                List exec = operations.exec();//提交事务                return exec;            }        });    }

注意事项

  • Redis事务不反对回滚操作。
  • 如果在执行事务期间，键被其余客户端批改，那么事务将被勾销。
  • Redis事务不反对嵌套事务。
  • Redis事务中的命令不能应用事务外的数据。
  • Redis事务中的命令不反对乐观锁。

利用场景

  • 批量操作：将多个命令打包成一个事务，从而缩小网络通信的开销，进步性能。
  • 保证数据一致性：在须要保证数据一致性的场景中应用Redis事务能够防止因为并发操作导致数据不统一的问题。

公布订阅

公布和订阅是 Redis 的一种消息传递机制，它能够实现多个客户端之间的音讯通信。上面是一个简略的 Redis 公布和订阅的示例

实现音讯订阅者

public class RedisMessageListener implements MessageListener {    @Override    public void onMessage(Message message, byte[] bytes) {        System.out.println("收到音讯: " + message.toString());    }}

注册音讯订阅者

@Bean    public RedisMessageListenerContainer redisContainer() {        RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();        container.setConnectionFactory(redisTemplate().getConnectionFactory());        container.addMessageListener(new RedisMessageListener(), new ChannelTopic("pubsub:example"));        return container;    }

发送音讯

public void publish(String message) {        redisTemplate.convertAndSend("pubsub:example", message);    }

lua脚本

永远放弃虚心和学习的心态,能力一直晋升本人，博得更多的机会和尊重。

Redis 反对 Lua 脚本，能够通过编写 Lua 脚本来实现简单的数据操作和解决。Redis 的 Lua 脚本能够拜访 Redis 数据库，Redis 提供的各种命令和函数。

上面是一个应用lua脚本实现redis自增计数器的示例

public Long increment(String key) {        DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>();        script.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("lua/increment.lua")));        script.setResultType(Long.class);        List<String> keys = Collections.singletonList(key);        return redisTemplate.execute(script, keys);    }

lua脚本

local key = KEYS[1]local value = redis.call('INCR', key)return value

应用 Lua 脚本能够将多个 Redis 命令封装在一个脚本中，缩小网络开销和服务器负载。此外，Lua 脚本还能够实现 Redis 不反对的数据结构和算法，能够扩大 Redis 的性能和利用范畴。

管道操作

管道（pipeline）是一种高效的Redis命令执行形式，它能够在一次通信中发送多个Redis命令，并一次性获取所有命令的响应后果。这种形式能够无效地升高Redis服务器的网络提早和通信开销，进步Redis的性能。

上面是一个应用管道操作的示例

/**     * 管道操作     * 留神管道操作不反对事务和watch命令，须要审慎应用。     * 管道操作会将多个命令打包成一个申请发送给Redis服务器，     * 如果其中一个命令执行失败，那么整个管道操作都会失败     */    public void pipelineExample() {        List<Object> results = redisTemplate.executePipelined(new RedisCallback<Object>() {            @Override            public Object doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {                connection.stringCommands().set("key1".getBytes(), "value1".getBytes());                connection.stringCommands().set("key2".getBytes(), "value2".getBytes());                connection.stringCommands().set("key3".getBytes(), "value3".getBytes());                return null;            }        });        System.out.println(results); // 打印后果    }

残缺代码地址

https://gitee.com/youlaiorg/youlai-learning.git

总结

本文介绍了Redis的高级个性，包含长久化、事务、公布订阅、lua脚本和管道操作。其中，长久化能够实现数据的长久化存储，事务能够保障一系列命令的原子性执行，公布订阅能够实现多个客户端之间的音讯通信，lua脚本能够实现简单的数据操作和解决，管道操作能够在一次通信中发送多个Redis命令。此外，本文还介绍了Redis高性能、高可用、高可扩展性的原理，包含基于内存的数据结构、单线程的模型、高效的网络通信、异步非阻塞式IO和高效的长久化机制。

做事要讲求团队单干，相互支持，共同进步。

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