Redis核心原理与实战之Redis特性_server.db[i]

一、持久化

□ 何为持久化

□ 为什么要做持久化

□ 持久化方式？

    1.将数据写入磁盘(RDB)

    2.将操作记录写入磁盘(AOF)

□ RDB持久化

□ 手动触发RDB

SAVE：执行save命令期间，Redis不能处理其他命令，直到RDB过程完成为止。

BGSAVE：指定bgsave命令期间，Redis会在后台异步执行RDB，此时Redis仍然可以响应客户端请求。

□ 自动触发RDB

□ 调用周期函数(serverCron)，默认每100毫秒执行一次。

□ 检查save选项所设置的条件。

□ 执行bgsave命令。

 

 

□ dirty计数器和lastsave属性

◇ dirty记录了自上次bgsave后，redis被修改的次数（包括写入、删除、更新等操作）。

◇ lastsave属性是一个时间戳，记录上一次成功执行bgsave命令的时间。

□ RDB配置

 

□ AOF持久化

□ AOF概念

AOF（append only file）持久化是通过保存Redis服务器所执行的写命令来记录数据库的状态。

□ RDB与AOF的区别

 

□ AOF持久化的过程

□ AOF写入同步策略

同步策略由appendfsync参数决定，该参数有三个选项值：always、everysec、no。

◇ always：Redis服务器在每个事件循环中都将AOF缓冲区中的数据写入AOF文件中，且执行一次AOF文件同步操作

◇ evenrysec：Redis服务器在每个事件循环都将AOF缓冲区中的数据写入AOF文件中，且每秒执行一次AOF文件同步操作。

◇ no：Redis服务器在每个事件循环都将AOF缓冲区中的数据写入AOF文件中，但不执行同步fsync方法，由操作系统决定何时同步。

□ AOF文件的载入与数据还原

□ AOF配置

 

□ AOF重写

为了解决AOF文件体积膨胀的问题，Redis提供了AOF文件重写(rewrite)功能。通过该功能，Redis可以创建一个新的AOF文件来替代现有的AOF文件。新旧两个AOF文件所保存的Redis状态相同，但是新的AOF不会包含任何浪费空间的冗余命令，所以新AOF文件的体积通常比旧AOF文件的体积要小得很多。

□ AOF重写的实现原理

AOF文件重写并不需要对现有的AOF文件进行任何读取、分析或者写入操作，而是通过读取服务器当前的数据库状态，把内存中的数据逆化成命令写入aof日志里。

□ AOF后台重写

AOF重写函数会进行大量的写入操作，调用该函数的线程将被长时间阻塞，Redis决定将AOF重写程序放到子进程里执行，这样可以同时达到两个目的：

○ 子进程进行AOF重写期间，Redis进程可以继续处理客户端命令请求。

○ 子进程带有父进程的内存数据拷贝副本，可以在避免使用锁的情况下，保证数据的安全性。

○ AOF文件重写时的服务器进程和子进程

○ 在子进程进行AOF重启期间，Redis接收客户端命令，会对现有数据库状态进行修改，从而导致数据当前状态和重写后的AOF文件所保存的数据库状态不一致。

□ AOF重写配置

◇ no-appendfsync-on-rewrite yes：# 正在导出rdb快照的过程中，要不要停止同步aof

◇ auto-aof-rewrite-percentage 100 # aof文件大小比起上次重写是的大小，增长率100%时，重写

◇ auto-aof-rewarite-min-size 64mb # aof文件，至少超过64M时，重写

二、事务

□ 事务的概述

事务提供了一种将多个命令请求打包，然后一次性、按顺序地执行多个命令的机制，并且在事务执行期间，服务器不会中断事务而改去执行其他客户端的请求，它会将事务中的所有命令都执行完毕，然后才去处理其他客户端的命令请求。

□ 事务的实现

□ 事务的三个阶段

    1.事务开始(MULTI)

    2.命令入队

    3.事务执行(EXEC、DISCARD)

□ 事务的操作

□ WATCH

      WATCH是一个乐观锁，它可以在EXEC命令执行之前，监视数据库的键，并在EXEC命令执行时，检查被监视的键是否已经被修改过，如果被修改，服务器将拒绝执行事务，并返回(nil)。

□ 事务操作注意事项

□ 事务中命令格式输错

◇ 事务会被销毁，事务中的所有命令都不执行。

□ 事务执行时报错

◇ 事务中的正确命令会被执行，错误的命令不会被执行

三、数据的删除

□ 时效性数据结构

□ 设置键的时效性或过期时间

   ◇ expire、expireat、pexpire、pexpireat

□ 键的状态

 a. n：剩余的存活时间

 b. -1：永久有效数据

 c. -2：键不存在（未定义、被删除、过期）

□ 过期键的删除策略

□ 为什么对过期键盘的删除要讲究策略呢？

□ 定时删除

在设置键的过期时间的同时，会创建一个定时器，让定时器在键的过期时间来临时，立即执行删除操作。

□ 优点

◇ 可快速释放内存

□ 缺点

1.需要大量定时器

2.占用CPU资源

□ 惰性删除

放任过期键不管，但每次获取键时，会检查键是否过期。

1.如果过期就删除

2.未过期则返回数据

□ 优点

节省cpu资源

□ 缺点

占用内存

□ 两种策略缺陷

1.定时删除占用太多cpu，影响系统响应时间

2.惰性删除浪费太多内存，存在内存泄漏风险。

□ 定期删除

1.定期遍历数据库(hz)

2.遍历过期键。

3.删除部分过期键。

□ 逐出算法

□ 内存管理

Redis向内存中插入数据时，会调用函数freeMemoryIfNeeded()查看是否有足够内存：

1.足够：则插入数据。

2.不足：Redis要删除一些数据清理内存空间。

□ redis中存在的数据

1.永久数据

2.未到期的时效性数据

3.过期数据

□ 检测全库数据(server.db[i].dict)

1.allkeys-lru：挑选最近最久未使用的数据淘汰

2.allkeys-lfu：挑选最近使用次数最少的数据淘汰

3.allkeys-random：任意选择数据淘汰

□ 检测未到期的时效性数据(server.db[i].expires)

1.volatile-lru：挑选最近最久未使用的数据淘汰

2.volatile-lfu：挑选最近使用次数最少的数据淘汰

3.volatile-ttl：挑选将要过期的数据淘汰

4.volatile-random：任意选择数据淘汰

□ 相关配置

四、高并发模型

□ IO基础

1.应用程序如何从(硬盘、网卡)设备读取数据的？

 

□ IO模型

□ 阻塞IO

□ 非阻塞IO

□ IO多路复用

□ 三种IO模型对比

 

□ Redis高并发总结

□ 单线程每秒万级别处理能力的原因？

1.Redis是内存数据库，这是处理高并发访问的重要基础。

2.Redis采用I/O多路复用技术，单线程可以处理多个客户端请求。

3.单线程避免了线程切换产生的消耗。

4.Redis采用单线程模型，在使用的时候，要注意不要使用O(N)级别的命令，免得系统资源被占用，从而拖慢整个系统。