一、什么是Redis
概念:Redis (REmote DIctionary Server) 是用 C 语言开发的一个开源的高性能键值对(
key-value )数据库。
特征:
1. 数据间没有必然的关联关系
Redis不使用表,他的数据库不会预定义或者强制去要求用户对Redis存储的不同数据进行关联。
2. 内部采用单线程机制进行工作
3. 高性能,官方提供测试数据,50个并发执行100000 个请求,读的速度是110000 次/s,写的速度是 81000次/s。
Redis 内置了复制(Replication),LUA脚本(Lua scripting), LRU驱动事件(LRU eviction),事务(Transactions) 和不同级别的磁盘持久化(Persistence),并通过 Redis哨兵(Sentinel)和自动分区(Cluster)提供高可用性(High Availability)。
4. 多数据类型支持
字符串类型 string
列表类型 list
散列类型 hash
集合类型 set
有序集合类型 sorted_set
5. 持久化支持。可以进行数据灾难恢复
Redis也提供了持久化的选项,这些选项可以让用户将自己的数据保存到磁盘上面进行存储。根据实际情况,可以每隔一定时间将数据集导出到磁盘(快照),或者追加到命令日志中(AOF只追加文件),他会在执行写命令时,将被执行的写命令复制到硬盘里面。您也可以关闭持久化功能,将Redis作为一个高效的网络的缓存数据功能使用。
数据库的工作模式按存储方式可分为:硬盘数据库和内存数据库。Redis 将数据储存在内存里面,读写数据的时候都不会受到硬盘 I/O 速度的限制,所以速度极快。
(1)硬盘数据库的工作模式:
(2)内存数据库的工作模式:
二、Redis到底有多快
redis 数据存储格式
redis 自身是一个 Map ,其中所有的数据都是采用 key : value 的形式存储
数据类型指的是存储的数据的类型,也就是 value 部分的类型, key 部分永远都是字符串
key的语法:
在一个项目中, key 最好使用统一的命名模式
key 区分大小写
key 不要太长,尽量不要超过 1024 字节。不仅消耗内存,也会降低查找的效率
key 不要太短,太短可读性会降低
三、Redis为什么这么快
1、完全基于内存,绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速。数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1);
2、数据结构简单,对数据操作也简单,Redis中的数据结构是专门进行设计的;
3、采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗;
4、使用多路I/O复用模型搭配非阻塞IO;
5、使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;
(1)多路 I/O 复用模型
多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力,在空闲的时候,会把当前线程阻塞掉,当有一个或多个流有 I/O 事件时,就从阻塞态中唤醒,于是程序就会轮询一遍所有的流(epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流),并且只依次顺序的处理就绪的流,这种做法就避免了大量的无用操作。
这里“多路”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络 IO 的时间消耗),且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快,也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈,主要由以上几点造就了 Redis 具有很高的吞吐量。
四、那么为什么Redis是单线程的
官方表示,因为Redis是基于内存的操作,CPU不是Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且CPU不会成为瓶颈