深入了解redis
Redis有哪些缓存淘汰策略？
相关问题1: Redis有哪些驱逐算法？
相关问题2: EhCache有哪些淘汰策略？
常见的有四种淘汰策略(EhCache使用的是这3种)：
FIFO：First In First Out，先进先出。判断被存储的时间，离目前最远的数据优先被淘汰。
LRU：Least Recently Used，最近最少使用。判断最近被使用的时间，时间越远且没使用的数据优先被淘汰。
LFU：Least Frequently Used，最不经常使用。在一段时间内，数据被使用次数最少的，优先被淘汰。
体积优先原则：数据最小者多保存，数据最大者优先淘汰。
Redis 提供 6种数据淘汰策略：
voltile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰
volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰
volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰
allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰
no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据
物理服务内存只有8G，但数据有100G，如何缓存到Redis中？
Redis有缓存淘汰策略，内存不足时会淘汰数据，腾出空间，让新数据进来。但会导致缓存命中率低，缓存效果不好。在公司成本允许的情况下，利用分片集群来增加机器会提高命中率。
命中率是什么意思？
相关问题1: 什么叫缓存命中率？
命中率就是缓存里能查询到的记录数除以数据库里总记录数，命中率也越大性能越高，反之越差，造成命中率低的原因有：
1、内存不足，加快淘汰；
2、缓存服务器宕机；
什么叫缓存穿透？
在缓存中查询一个不存在的数据时，会导致每次请求都要到存储层去查询（穿透到数据库），缓存不起作用。在流量大时，数据库就会挂掉了，要是有人利用不存在的key频繁攻击我们的应用，这就是漏洞。
有很多种方法可以有效地解决缓存穿透问题：
1、最常见的则是采用布隆过滤器（布隆过滤器（Bloom Filter）实际上是一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数。布隆过滤器可以用于检索一个元素是否在一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间都远远超过一般的算法，缺点是有一定的误识别率和删除困难。），将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。
2、另一个简单粗暴的方法，如果一个查询返回的数据为空（不管是数 据不存在，还是系统故障），我们仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。
什么叫缓存雪崩？
缓存雪崩是指在我们设置缓存时采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效，请求全部转发到DB，DB瞬时压力过重雪崩。缓存失效时的雪崩效应对底层系统的冲击非常可怕。有多种解决办法：
1、一个简单的办法是将缓存失效时间分散开，比如我们可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。
2、另外可以在系统设计时考虑用加锁或者队列的方式保证缓存的单线 程（进程）写，从而避免失效时大量的并发请求落到底层存储系统上()。
什么叫缓存击穿？
一个存在的key，在缓存过期的一刻，同时有大量的请求，这些请求都会击穿到DB，造成瞬时DB请求量大、压力骤增。解决办法：
在访问key之前，采用SETNX（set if not exists）来设置另一个短期key来锁住当前key的访问，访问结束再删除该短期key。
Redis系列化方式有哪些？哪个系列化性能最好？
Redis系列化方式有JDK系列化、JSON系列化、XML系列化等多种。
我专门测试过，在我的笔记本电脑上保存5万条User对象到Redis，JDK系列化方式平均要15秒，JSON系列化方式只要13秒多点，JSON效率高，而且它点的内存空间少。
Redis持久化机制
Redis有两种持久化机制：
第一种是RDB快照模式，也是默认方式，它会把内存中所有数据都保存到磁盘上。它会在三种情况保存，一是根据配置触发，例如默认情况下15分钟之内更新一条记录，或者5分钟之内更新了10条记录，或者1分钟之内更新了1万都会触发保存。二是客户端手动执行save命令。三是服务端正常退出时也全部保存。RDB的缺点很明显，容易丢数据，另外由于每次保存都全部备份内存的数据，因此写入的数据大。
第二是是AOF追加模式，它只记录最后执行了更新命令和数据。优点是丢失的数据少，最大丢失一秒的数据，写入压力小，它追加最后一条。AOF模式不是默认的，需要手动打开，一旦打开后，RDB模式就失效。
如何取Redis中指定范围内的字符串？
Redis的getrange命令可以只取一部分字符串，
命令和参数为：GETRANGE key 开始位置 结束位置
Redis与Memcached的区别？
Redis功能要强大很多，现在很多公司都用它，它与Memcached有很多不同之处，例如：
Redis的数据类型很丰富，有String、List、Set、Store Set和Hash五种，而Memcached只支持单一的数据类型；
Redis支持数据持久化，Memcached则不支持，但可以通过第三方扩展来实现；
Redis支持事务，Memcached则不支持；
Redis是单线程，单线程在高并发系统中可以解决资源争夺问题。Memcached是多线程。
在集群和高可用方面，由于Memcached不互相通信，因此它无法构建服务端集群，尽管可以在客户端哈希分片集群，但容易引起缓存雪崩，一个节点宕机，则要重新从数据库装载数据并重新哈希存放。，Redis自2.8版本之后就支持基于哨兵模式的服务端主从结构，4.0去掉哨兵，支持更简单的主从模式。3.0之后支持分片集群。
在性能方面，Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，所以在比较上，平均每一个核上Redis在存储小数据时比Memcached性能更高。而在100k以上的数据中，Memcached性能要高于Redis，虽然Redis最近也在存储大数据的性能上进行优化，但是比起Memcached，还是稍有逊色。两者在每秒处理请求的次数都不会成为瓶颈。
Redis主从复制
主从复制实现了读写分离，为了分担读压力，Redis的主从结构可以采用一主多从或者级联结构，Redis主从复制可以根据是否是全量分为全量同步和增量同步。
Redis哨兵模式
Sentinel(哨兵)进程是用于监控redis集群中Master主服务器工作的状态，在Master主服务器发生故障的时候，可以实现Master和Slave服务器的切换，保证系统的高可用，其已经被集成在redis2.6+的版本中，Redis的哨兵模式到了2.8版本之后就稳定了下来。一般在生产环境也建议使用Redis的2.8版本的以后版本。哨兵(Sentinel) 是一个分布式系统，你可以在一个架构中运行多个哨兵(sentinel) 进程，这些进程使用流言协议(gossipprotocols)来接收关于Master主服务器是否下线的信息，并使用投票协议(Agreement Protocols)来决定是否执行自动故障迁移,以及选择哪个Slave作为新的Master。每个哨兵(Sentinel)进程会向其它哨兵(Sentinel)、Master、Slave定时发送消息，以确认对方是否”活”着，如果发现对方在指定配置时间(可配置的)内未得到回应，则暂时认为对方已掉线，也就是所谓的”主观认为宕机” ，英文名称：Subjective Down，简称SDOWN。有主观宕机，肯定就有客观宕机。当“哨兵群”中的多数Sentinel进程在对Master主服务器做出 SDOWN 的判断，并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后，得出的Master Server下线判断，这种方式就是“客观宕机”，英文名称是：Objectively Down， 简称 ODOWN。通过一定的vote算法，从剩下的slave从服务器节点中，选一台提升为Master服务器节点，然后自动修改相关配置，并开启故障转移（failover）。
1、Sentinel（哨兵）进程的作用：
1】、监控(Monitoring): 哨兵(sentinel) 会不断地检查你的Master和Slave是否运作正常。
2】、提醒(Notification)：当被监控的某个Redis节点出现问题时, 哨兵(sentinel) 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
3】、自动故障迁移(Automatic failover)：当一个Master不能正常工作时，哨兵(sentinel) 会开始一次自动故障迁移操作，它会将失效Master的其中一个Slave升级为新的Master, 并让失效Master的其他Slave改为复制新的Master；当客户端试图连接失效的Master时，集群也会向客户端返回新Master的地址，使得集群可以使用现在的Master替换失效Master。Master和Slave服务器切换后，Master的redis.conf、Slave的redis.conf和sentinel.conf的配置文件的内容都会发生相应的改变，即，Master主服务器的redis.conf配置文件中会多一行slaveof的配置，sentinel.conf的监控目标会随之调换。
2、Sentinel（哨兵）进程的工作方式：
1】、每个Sentinel（哨兵）进程以每秒钟一次的频率向整个集群中的Master主服务器，Slave从服务器以及其他Sentinel（哨兵）进程发送一个 PING 命令。
2】、如果一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值， 则这个实例会被 Sentinel（哨兵）进程标记为主观下线（SDOWN）。
3】、如果一个Master主服务器被标记为主观下线（SDOWN），则正在监视这个Master主服务器的所有 Sentinel（哨兵）进程要以每秒一次的频率确认Master主服务器的确进入了主观下线状态。
4】、当有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认Master主服务器进入了主观下线状态（SDOWN）， 则Master主服务器会被标记为客观下线（ODOWN）。
5】、在一般情况下， 每个 Sentinel（哨兵）进程会以每 10 秒一次的频率向集群中的所有Master主服务器、Slave从服务器发送 INFO 命令。
6】、当Master主服务器被 Sentinel（哨兵）进程标记为客观下线（ODOWN）时，Sentinel（哨兵）进程向下线的 Master主服务器的所有 Slave从服务器发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次。
7】、若没有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程同意 Master主服务器下线， Master主服务器的客观下线状态就会被移除。若 Master主服务器重新向 Sentinel（哨兵）进程发送 PING 命令返回有效回复，Master主服务器的主观下线状态就会被移除。
3、哨兵模式的环境：
1】、Master主服务器配置信息：IP:192.168.127.128, Port:6379，OS:Linux
2】、Slave从服务器的配置信息：IP:192.168.127.129 Port:6379，OS:Linux
3】、在Slave从服务器上安装了一个哨兵进程（Sentinel），在Master服务器也安装了一个哨兵进程（Sentinel）。
由于两个Redis服务器都是安装在Linux操作系统上，而且这两个Redis服务器会在Master主服务器发生故障的时候会进行切换，必须保证两个Redis服务器的端口号已经增加进了防火墙，或者把两个Linux操作系统的防火墙关闭，否则会提示Master-link-Status:down，没有连接上Master主服务器。解决办法有两个：第一个办法是关闭两个Linux操作系统的防火墙；第二个办法是把各个Redis服务的端口号增加到防火墙里面，允许通过该端口号进行通信。可以先使用命令 【firewall-cmd --query-port=6379/tcp】,如果结果是 No，那就继续执行以下命令【firewall-cmd --add-port=6379/tcp】，命令执行后，返回Success，表示增加成功。这样两个Linux系统上的Redis服务器就可以顺利切换，执行哨兵模式的操作。
