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03-Redis缓存数据库

2021-12-17 15:26:29   0  举报

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AI智能生成

redis知识整理

redis缓存

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大纲/内容

基础知识

常识

磁盘

寻址，单位ms

带宽 G/M

磁道、扇区，一扇区512Byte

内存

寻址，单位ns

秒>毫秒>微妙>纳秒

I/O buffer：成本

I/O模型

epoll

sendfile（0拷贝）

Redis

基础知识

单实例Redis默认16个库

集群Redis只有DB0

使用场景

缓存

数据库

基础数据类型

String（Byte）

字符串操作

SET

参数

SET key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX]

设置一个key和value， EX：设置超时时间，单位s； PX：设置超时时间，单位ms； NX：key为空时才允许设置； XX：key不为空时才去更新。

用法

1.SET k1 0 NX

2.SET k1 0 XX

3.set k1 0 ex 10

GET

参数

GET key

获取key的value值

STRLEN

参数

STRLEN key

获取key的value值的长度

APPEND

参数

APPEND key value

给key的value值追加value

用法

APPEND k1  hello

SETRANGE

参数

SETRANGE key offset value

替换key的value值里第offset的值

用法

SETRANGE k1 0 H

getrange

参数

GETRANGE key start end

通过索引获取key的value某一范围的值

用法

GETRANGE k1 0 4

GETRANGE k1 5 -1

数值操作

INCR

参数

INCR key

对key所存储的数值，自增1

用法

INCR k2

DECR

参数

DECR key

对key所存储的数值，自减1

用法

DECR k2

INCRBY

参数

INCRBY key decrement

对key所存储的数值，做加法

用法

INCRBY k2 2

DECRBY

参数

DECRBY key decrement

对key所存储的数值，做减法

用法

DECRBY k2 2

INCRBYFLOAT

参数

INCRBYFLOAT key increment

对key 所存储的数值，增加Float

用法

INCRBYFLOAT k2 0.5

位图操作

SETBIT

参数

SETBIT key offset value

对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)

用法

SETBIT k1 0 1

GETBIT

参数

GETBIT key offset

对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)

用法

GETBIT k1 0

BITPOS

参数

BITPOS key bit [start] [end]

返回位图中第一个值为 bit 的二进制位的位置

用法

BITPOS k1 1

BITPOS k1 1 0 -1

BITCOUNT

参数

BITCOUNT key [start end]

计算给定字符串中，被设置为 1 的位的数量

用法

BITCOUNT k1

BITCOUNT k1 0 -1

BITCOUNT k1 5 8

BITOP

参数

BITOP operation destkey key [key ...]

对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作，并将结果保存到 destkey 上

operation：AND 、 OR 、 NOT 、 XOR

用法

BITOP AND destkey k1 k2

List

LSET

参数

LSET key index value

给key的index位赋值value

LLEN

参数

LLEN key

获取某个key的value的长度

LINDEX

参数

LINDEX key index

获取列表的index位的元素

栈

left

LPUSH

参数

LPUSH key value [value ...]

从左至右添加一个或多个数据至List中

LPOP

参数

LPOP key

删除并返回最左面的value值

right

LPUSH

参数

LPUSH key value [value ...]

从左至右添加一个或多个数据至List中

LPOP

参数

LPOP key

删除并返回最左面的value值

队列

left

LPOP

参数

LPOP key

删除并返回最左面的value值

RPUSH

参数

RPUSH key value [value ...]

从右至左添加一个或多个数据至List中

right

LPUSH

参数

LPUSH key value [value ...]

从左至右添加一个或多个数据至List中

RPOP

参数

RPOP key

删除并返回最后的value值

数组

LINSERT

参数

LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value

在某个值之前/之后添加某个值

LREM

参数

LREM key count value

从List中删掉count个value

LTRIM

参数

LTRIM key start stop

删除掉LIst开闭区间以外的值

阻塞队列，单播队列

BLPOP

参数

BLPOP key [key ...] timeout

删除并获取LIst的第一个值，如为空则一直阻塞至有值为止

BRPOP

参数

BRPOP key [key ...] timeout

删除并获取LIst的最后一个值，如为空则一直阻塞至有值为止

BRPOPLPUSH

参数

BRPOPLPUSH source destination timeout

删除List的最后一个值，并把它添加到另一个List的最左侧，如果为空则一直阻塞至有值为止

hash

HSET

参数

HSET key field value

HMSET

参数

HMSET key field value [field value ...]

HGET

参数

HGET key field

HMGET

参数

HMGET key field [field ...]

HDEL

参数

HDEL key field [field ...]

删除掉某个value

HKEYS

参数

HKEYS key

HVALS

参数

HVALS key

HGETALL

参数

HGETALL key

HINCRBY

参数

HINCRBY key field increment

给hashmap里的数值做加法

HSCAN

参数

HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

Set

SADD

参数

SADD key member [member ...]

向集合添加一个或多个成员

SISMEMBER

参数

SISMEMBER key member

判断 member 元素是否是集合 key 的成员

SMEMBERS

参数

SMEMBERS key

返回集合中的所有成员

SREM

参数

SREM key member [member ...]

SINTER

参数

SINTER key [key ...]

返回给定所有集合的交集

SINTERSTORE

参数

SINTERSTORE destination key1 [key2]

返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中

SPOP 

参数

SPOP key [count]

移除并返回集合中的一个或多个随机元素

SUNION

参数

SUNION key [key ...]

返回所有给定集合的并集

SUNIONSTORE

参数

SINTERSTORE destination key [key ...]

所有给定集合的并集存储在 destination 集合中

SDIFF

参数

SDIFF key [key ...]

返回第一个集合与其他集合之间的差异

SDIFFSTORE

参数

SDIFFSTORE destination key [key ...]

返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中

SCARD

参数

SCARD key

获取集合的成员数

SRANDMEMBER

参数

SRANDMEMBER key [count]

随机返回count个数据

SPOP

参数

SPOP key [count]

删除并返回count个数据

sorted set

ZADD 

参数

ZADD key score1 member1 [score2 member2]

向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数

ZCARD

参数

ZCARD key

获取有序集合的成员数

ZCOUNT 

参数

ZCOUNT key min max

计算在有序集合中指定区间分数的成员数

ZINCRBY

参数

ZINCRBY key increment member

有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment

ZINTERSTORE 

参数

ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...]

计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 destination 中

ZLEXCOUNT

参数

ZLEXCOUNT key min max

在有序集合中计算指定字典区间内成员数量

ZRANGE

参数

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员

ZRANGEBYLEX

参数

ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]

通过字典区间返回有序集合的成员

进阶使用

pipline

消息订阅

发布

PUBLISH channel message

SUBSCRIBE channel [channel ...]

事务

MULTI

标记开始一个事务块

EXEC

执行所有事务块内的命令

WATCH

监控某些key，如果在事物开始执行前被改变，则事物被打断

UNWATCH

取消监控

moduls

官方提供多个扩展包，包括布隆过滤器、布谷鸟过滤器

过滤器

布隆过滤器

使用bitmap，通过对key进行一系列自定义的hash算法计算出一个数值，然后对bitmap中数值所在位置的值置1

查找时，通过对查找值进行同样的hash算法计算数值，然后在bitmap中查找对应位置的值是否为1，如果为1，则存在

优点

二进制组成的数组，查询和插入都很快，且占用空间小

缺点

hash算法有一定重复性，容易产生误判且没办法删除数据

计数试布隆过滤器

跟布隆过滤器一样，只不过多增加了一个计数，如果二进制数组中被多个元素命中，则该位增加1

增加了删除操作如果删除，该位减1

布谷鸟过滤器

布谷鸟hash算法，建立两个hash表，在插入一条数据的时候会通过hash算法计算出插入哪一张表，如果该表的位置已有数据，则把已有数据剔除，并重新计算插入到另外一张hash表，如果依然存在则把已有元素剔除，继续以上操作

弊端可能循环很多次后仍然出现有一个元素没有位置的时候，则扩容hash表

优点

内存访问次数不高

hash计算逻辑简单

缺点

容易引发循环填装

cpu消耗大

删除数据时容易引发误删操作

回收策略

noeviction

当写入的数据加上原始数据将大于内存限制大小时，返回错误

allkeys-lru

回收最少使用的key

volatile-lru

回收最少活跃的key，且有设置过期时间的key

volatile-ttl

回收有设置过期时间的key，且过期时间最短

过期处理

访问时判断是否过期

周期轮询判断

一次只判断20key是否过期

持久化

AOF

记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据

自动触发

appendfsync always

* appendfsync everysec

appendfsync no

手工触发

bgrewriteaof

触发重写

开启 AOF 重写缓冲区

主进程继续写旧文件

AOF重写缓冲区的指令追加新文件

AOF_FSYNC_NO

AOF_FSYNC_EVERYSEC

AOF_FSYNC_ALWAYS

文件替换

重写

no-appendfsync-on-rewrite no

auto-aof-rewrite-percentage 100

auto-aof-rewrite-min-size 64mb

RDB

自动触发

save() m n

在m秒内，发生n次变化触发bgsave()

默认

save() 900 1

save() 300 10

save() 60 10000

手工触发

save()

同步，不建议使用

bgsave()

异步

其他场景

主从复制

如果从节点要全量复制，主节点会执行bgsave()，并把rdb文件发个从节点

shutdown

在应用关机时会自动执行rdb持久化

高可用

主从复制

异步复制，低延迟，高性能

可以一主多从

复制操作在master上是非阻塞的

Redis哨兵（Sentinel）

sentinel <选项的名字> <主服务器的名字> <选项的值>

监控

提醒

故障自迁移

自动分区（Cluster）

业务端控制

业务拆分

hash+取模

random随机

一致性hash

集群

min-replicas-to-write 3

min-replicas-max-lag 10

常见问题

缓存击穿

缓存穿透

布隆过滤器

布谷鸟过滤器

缓存雪崩

双写一致性

先更新数据库，再更新缓存

先删缓存，再更新数据库

先更新数据库，再删缓存

缓存的并发竞争

API使用

Jedis

Spring boot

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网络请求数据缓存

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网站缓存方案

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【数据库】 - Redis, MemCache 核心

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数据库读写分离

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