Redis之数据类型和持久化及集群模式 (2)

  排行榜:有序集合经典使用场景。例如小说视频等网站需要对用户上传的小说视频做排行榜,榜单可以按照用户关注数,更新时间,字数等打分,做排行。

  消息队列:带权重的消息队列。

  有序集合的命令都是 以  z  开头    zadd 、 zrange、 zscore。如下图:

Redis之数据类型和持久化及集群模式

 

   最后,还有对key通用的操作命令,对所有的数据类型都可以使用,如下图:

Redis之数据类型和持久化及集群模式

 持久化

  Redis是一个内存数据库,数据保存在内存中,但是我们都知道内存的数据变化是很快的,容易发生丢失,而且redis重启后数据就全丢失了,幸好Redis还为我们提供了持久化的机制,将数据保存到磁盘上,当redis重启后,可以从磁盘中恢复数据。redis提供两种方式进行持久化,一种是RDB(Redis DataBase),原理是将Reids在内存中的数据库记录定时dump到磁盘文件中,另外一种是AOF(Append Only File)持久化,原理是将Reids的操作日志以追加的方式写入文件。

  Redis的数据可以保存在磁盘上,这个流程可以分为五个过程:

  (1)客户端向服务端发送写操作(数据在客户端的内存中)。

  (2)数据库服务端接收到写请求的数据(数据在服务端的内存中)。

  (3)服务端调用write这个系统调用,将数据往磁盘上写(数据在系统内存的缓冲区中)。

  (4)操作系统将缓冲区中的数据转移到磁盘控制器上(数据在磁盘缓存中)。

  (5)磁盘控制器将数据写到磁盘的物理介质中(数据真正落到磁盘上)。

  这5个过程是在理想条件下一个正常的保存流程,但是在大多数情况下,我们的机器都会有各种各样的故障,这里划分了两种情况:1、Redis数据库发生故障,只要在上面的第三步执行完毕,那么就可以持久化保存,剩下的两步由操作系统替我们完成/2、操作系统发生故障,必须上面5步都完成才可以。

  在这里只考虑了保存的过程可能发生的故障,其实保存的数据也有可能发生损坏,需要一定的恢复机制,不过在这里就不再延伸了。接下来我们主要谈谈Redis如何来实现上面5个保存磁盘的步骤。

RDB持久化

  RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。快照你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘,也是默认的持久化方式,这种方式就是Redis运行过程中,达到了一定时间点或者其他限制(比如手动刷写),启动一个子进程fork整个主进程,在子进程中将redis内存中数据以快照的方式写入到二进制的临时文件中,等这个持久化过程结束后,将这个临时文件替换上次持久化的文件,默认的文件名为dump.rdb,其实就是冷备份。既然RDB机制是通过把某个时刻的所有数据生成一个快照来保存,那么就应该有一种触发机制,来实现这个过程。对于RDB来说,提供了三种机制:save、bgsave、自动化。

save触发方式

  该命令会阻塞当前Redis服务器,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,也就是说IO类型是同步串行的。执行完成的时候如果存在老的RDB文件,就把新的替代掉旧的。我们的客户端可能都是几万或者是几十万,这种方式显然不可取。

bgsave触发方式

  执行该命令时,Redis会在后台异步进行快照操作,快照同时还可以响应客户端请求。具体操作是Redis进程执行fork操作创建子进程,RDB持久化过程由子进程负责,完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段,一般时间很短。基本上 Redis 内部所有的RDB操作都是采用 bgsave 命令。

自动触发

  自动触发是由我们的配置文件来完成的。在redis.conf配置文件中,里面有如下配置:

名称 内容
save   用来配置快照触发的条件,也就是什么时候将内存中的数据保存到硬盘,比如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时,自动触发bgsave。save ""表示关闭RDB。  
stop-writes-on-bgsave-error   当启用了RDB且最后一次后台保存数据失败,Redis是否停止接收数据。默认值为yes,如果最后一次后台保存数据失败了,此时可以让用户意识到数据没有正确持久化到磁盘上,否则没有人会注意到灾难(disaster)发生了。如果Redis重启了,那么又可以重新开始接收数据了;如果配置成no,表示你不在乎数据不一致或者有其他的手段发现和控制  
rdbcompression   对于存储到磁盘中的快照,可以设置是否进行压缩存储。默认值是yes,这需要消耗额外的CPU资源  
rdbchecksum   在存储快照后,我们还可以让redis使用CRC64算法来进行数据校验,但是这样做会增加大约10%的性能消耗,如果希望获取到最大的性能提升,可以关闭此功能。默认值是yes。  
dbfilename   存储的RDB数据文件名称,默认为dump.rdb  
dir   设置快照文件的存放路径,这个配置项一定是个目录,而不能是文件名。  

  我们可以修改这些配置来实现我们想要的效果。

优劣势

  优势

  (1)RDB文件紧凑,全量备份,非常适合用于进行备份和灾难恢复,适合大规模的数据恢复且对数据完整性和一致性要求不高。

  (2)生成RDB文件的时候,redis主进程会fork()一个子进程来处理所有保存工作,主进程不需要进行任何磁盘IO操作。

  (3)RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快,启动效率会更高。。

  劣势

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