Redis是用C語(yǔ)言開發(fā)的一個(gè)開源的高性能鍵值對(duì)（key-value）內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)。

Redis數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理

** 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖：**

redisDB、dict、dictht、dictEntry、RedisObject的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖：

占的字節(jié)數(shù)：

dictEntry ：16字節(jié)、RedisObject：12字節(jié)、sds：8字節(jié) + 字符串長(zhǎng)度

我們現(xiàn)在思考，如果一個(gè)10字節(jié)的key，需要多少存儲(chǔ)空間呢？

16+12+8+10+1=47*2（exprires也需要同樣的空間所以乘以倍數(shù)）

結(jié)論：在key設(shè)置的時(shí)候盡量的少的字節(jié)，避免空間的浪費(fèi)；

內(nèi)存清理方式：

• 定期清理

  隨機(jī)取樣的方式，如果清理的比例大于25%，繼續(xù)。如下圖：

• 惰性刪除：被動(dòng)刪除策略，訪問(wèn)時(shí)判斷;

• LFU

  volatile-lfu：對(duì)有過(guò)期時(shí)間的key采用LFU淘汰算法；
  allkeys-lfu：對(duì)全部key采用LFU淘汰算法；

• LRU

  volatile-lru:從設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集中，選擇最近最久未使用的數(shù)據(jù)釋放;
  allkeys-lru:從數(shù)據(jù)集中選擇最近最久未使用的數(shù)據(jù)釋放;

Redis數(shù)據(jù)固化方式

• RDB快照方式

  手動(dòng)方式：
  
                save：阻塞當(dāng)前Redis服務(wù)器，直到RDB過(guò)程完成為止；
  
        自動(dòng)方式:
  
                 bgsave：fork子進(jìn)程，持久化過(guò)程由子進(jìn)程負(fù)責(zé)，完成后自動(dòng)結(jié)束；
  
        配置項(xiàng)：save m n，m秒存在n次寫入，觸發(fā)bgsave  ；
  

  優(yōu)點(diǎn)：

  對(duì)Redis性能影響低，二進(jìn)制壓縮文件體積小，數(shù)據(jù)恢復(fù)塊；
  

  ** 缺點(diǎn)：**

  有數(shù)據(jù)丟失可能，備份文件版本兼容問(wèn)題；
  

  ** 過(guò)程如圖:**

* AOF快照方式 ：

append only file,日志形式記錄寫入指令,實(shí)時(shí)持久化;**命令寫入過(guò)程：**

• AOF文件重寫
  • fork子進(jìn)程不影響父進(jìn)程處理請(qǐng)求
  • 子進(jìn)程雙寫，確保數(shù)據(jù)不丟失
  • 手動(dòng)觸發(fā)：調(diào)用bgrewriteaof命令
  • 被動(dòng)觸發(fā)：
    • auto-aof-rewrite-min-size
    • auto-aof-rewrite-percentage
    • aof_current_size
    • aof_base_size

過(guò)程如圖：

Redis重啟恢復(fù)過(guò)程：

注意：重啟的過(guò)程中需要注意：如果開啟RDB模型，未開啟AOF模式，而在重啟的時(shí)候開啟AOF模式，這是RDB****的數(shù)據(jù)就會(huì)覆蓋掉。

Redis可靠性保障

• 主從模式

  啟動(dòng)時(shí)，全量同步Slave。增量同步，運(yùn)行ID（Master啟動(dòng)時(shí)生成），同步給Slave，通過(guò)復(fù)制偏移量確定具體同步位置；
  

具體同步過(guò)程如下圖所示：

• 哨兵模式

  不斷地檢查Master和Slave是否運(yùn)作正常，發(fā)現(xiàn)故障通知管理員和客戶端，自動(dòng)主從切換，更新配置信息，客戶端應(yīng)用初始化時(shí)連接Sentinel獲取節(jié)點(diǎn)信息；
  

哨兵模式架構(gòu)：

• 集群模式

  無(wú)需Sentinel哨兵，支持水平擴(kuò)容，自動(dòng)遷移。

缺點(diǎn)：

不支持批量操作,客戶端路由，兩次交互，存在性能問(wèn)題，如圖：