【Redis】Redis功能及性能

Redis特性

　　1. 速度快。

　　2. 持久化。

　　3. 包含多种数据结构。

　　4. Redis通信协议简单，可以支持多种编程语言。

　　5. 功能丰富，包括发布/订阅，事务，pipeline（可以提高性能），Lua脚本（可以实现一些自定义命令），BitMap（位图，一种可以用很小的内存空间来实现高效的存储），HyperLogLog（超小内存唯一值计数），GEO（地理信息定位，一般用于很多OTO的服务，可以算出某块区域最近的商店等）。

　　6. 主从复制功能，是下面特性7的基础。

　　7. 支持高可用（Redis2.8版本提供了Redis-Sentinel功能），分布式（Redis3.0版本提供了Redis-Cluster支持分布式功能）。

　　8. Redis代码不依赖于外部库，不像Memcache的事件是依赖于Lievent这个事件库的，Redis是自己实现的。

　　9. 采用单线程模型，可以提高性能同时服务/客户端开发也会相对容易。

Redis快的主要原因

Redis官方说明Redis可以支持10w OPS，也就是每秒可以支持10万次的读写。

　　　　1. Redis完全基于内存，Redis将所有数据都放在内存中，而内存的读取访问速度本身就是很快的。

　　　　　看看各个存储器读写性能对比

类型	每秒读写次数	随机读写延时	访问带宽
内存	千万级别	80ns（纳秒）	5GB
SSD	3500	0.1 - 0.2ms（毫秒）	100 - 300MB
机械硬盘	100左右	10ms	100MB左右

　　　　2. Redis是由c语言开发，而c语言是一种离操作系统很近的语言，性能也很高。Redis总的代码量也就几万行，非常精简，代码质量也非常高，对于Redis的性能也是由很大影响的。

　　　　3. Redis底层的一些数据结构设计简单，对数据操作也简单。

　　　　4. Redis的线程模型是采用了单线程的工作模式，避免了线程切换和竞态消耗。一般在使用多线程的时候，如果没有达到合理的使用往往有时候会比单线程更慢，反而会成为并发的瓶颈。

　　　　5. Redis使用的是epoll这样的非阻塞多路 I/O 复用模型，在加上redis自身实现了一个事件处理，将epoll的读写关闭转换成自身的一个事件，从而不再I/O上浪费过多时间。这个也是它快的一个原因。　　

Redis单线程使用特点

　　1.一次只运行一条命令，比如在使用incr命令来实现计数器功能时候，不会因为并发而产生计数错误的情况。

　　2.不适合执行长/慢的命令，尤其在高可用的时候，因为Redis是在前面一个命令执行完之后在执行下一个命令，当前面一个命令执行时间长了，会阻塞后面的命令，比如keys ，flushall ，flushdb，slow lua script，mutil/exec，operate big value（collection）。

单进程单线程好处

代码更清晰，处理逻辑更简单。
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。
不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU。

1、基本原理
　　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）。“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）。可以直接理解为：单线程的原子操作，避免上下文切换的时间和性能消耗；加上对内存中数据的处理速度，很自然的提高redis的吞吐量。

（1）为什么不采用多进程或多线程处理？

多线程处理可能涉及到锁
多线程处理会涉及到线程切换而消耗CPU

单线程处理的缺点？

无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善

Redis不存在线程安全问题？
　　Redis采用了线程封闭的方式，把任务封闭在一个线程，自然避免了线程安全问题，不过对于需要依赖多个redis操作的复合操作来说，依然需要锁，而且有可能是分布式锁。

其它开源软件采用的模型

　　Nginx：多进程单线程模型
　　Memcached：单进程多线程模型

Redis

　　优点：单线程无需处理并发问题，保证命令的原子性，降低系统复杂度，因为同一时刻只能处理一个请求。

　　缺点：不适合存储大尺寸对象（超过100kb）

Redis三种启动方式

　　1. 直接启动。进入Redis根目录然后执行命令redis-server就可以启动Redis，一般会加上 & 号使Redis以后台程序方式运行 ./redis-server & ，该方式会使用Redis的一个默认配置。

　　2. 动态参数启动。可以指定一些默认的参数。比如我们设置Redis启动监听端口是6380， ./redis-server --port 6380 &

　　3. 配置文件启动。将启动参数都写入配置文件中。./redis-server configPath & 。

　　生产环境中建议使用配置文件启动，一般一台机器上会部署多台Redis，每个Redis都配置文件可以用不同的端口号进行区分。

Redis配置文件常用配置

　　1. daemonize：是否是守护进程方式对Redis进行启动，默认情况下是no，Redis不是以守护进程的方式运行，一般生产环境，把该项的值更改为 yes。

　　　 2. requirepass：密码下图是我本机的配置

　　3. port：Redis对外使用的端口号，默认端口是6379，在单机多实例情况下是必须要设置的。

　　 4. pidfile：当Redis以守护进程方式运行时，PID文件存放位置，一般是/var/run/redis.pid。

　　 5. logfile：Redis系统日志文件名。

　　　 6. dir：Redis工作目录。

　　　 7. timeout ：当客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为0，表示关闭该功能。
　　 8. tcp-keepalive ：注意和http keepalive的区别，该选项合理的值是60秒。
　　　 9. loglevel verbose ：指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose。
　　　 10. databases ：数据库默认数据库是DB 0。

　　 11. rdbcompression：指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认设定的'是'，采用LZF算法实现，可以减小空间。

　　　 12. dbfilename：存储数据库的文件名默认是dump.rdb。

Redis典型应用场景

　　1. 缓存系统。这个也是Redis最常使用的功能，比如缓存商品的价格而不用直接去Mysql等数据库查询，从而提高查询速度。

　　2. 计数器。

　　　　比如下面一条微博的评论数，转发数，点赞数都是可以用Redis来完成。很多视频网站都可以用Redis来记录播放量。