一、Redis概述
Redis远程字典服务(Remote Dictionary Server ),是一个开源的使用ANSI C语言编写的,基于内存的分布式缓存Key-Value数据库。
1、Redis数据的基本读写操作
读数据:
(1)根据key从缓存中读取数据,
(2)如果缓存中没有,则根据key到数据库中查找
(3)读取到值之后,更相信缓存
写数据:
(1)根据key值写数据库
(2)根据key更新缓存
2、Redis和MemCached对比
Redis和MemCached都是分布式缓存数据库,它们的对比如下表所示。
3、Redis数据类型
Redis的数据类型有String(字符串),List(列表),Set(集合)等,详细请见下表。
4、Redis数据淘汰策略
redis是个基于内存的缓存数据库,既然是基于内存的,那肯定就会有存满的时候,所以需要淘汰一定的数据,其淘汰策略如下表所示。
4、Redis数据持久化策略
redis提供了两种不同的持久化策略RDB and AOF。RDB全称Redis DataBase,是在指定时间间隔内将内存的数据集快照写到磁盘,也就是snapshot快照;AOF是传统数据库日志的思想,它将redis执行过的所有写指令记录下来,只允许追加文件但不可以改写文件,redis重启之后会读取该文件重新构建数据。两种方式的对比如下表所示。
二、Redis 的集群模式
1、Redis集群发展过程简介
集群最开始为简单的主从模式,它的问题是一旦master节点出现问题,则需要人为手动的将slave节点切换成为maser节点。
为解决主从模式的不足引入了哨兵模式,这种模式在master节点出现故障后,能够自动将salve节点提升成master节点,不需要人工干预。
但上述模式都没有达到真正的数据共享的存储,每个redis实例中存储的都是全量数据,所以Redis Cluster就诞生了,实现了真正数据的分区分片存储。但是由于集群方式在2015年才发布正式版,发布得比较晚,各大厂等不及了,先后开发了自己的redis数据分片集群模式如:Twemproxy、Codis等。
2、集群的模式示意图
(1)主从模式
(2)哨兵模式
(3)集群模式
集群模式详见后面的示意图。
三种方式的特点的描述如下表所示。
三、各个大厂开的Redis集群分片常见模式
各个大厂Redis集群分片常见方式如下表所示。
(1)客户端分片
客户端分片通过Redis客户端使用一致性哈希预先定义好的路由规则,把对Key的访问转发到不同的Redis实例中。
客户端分片的优缺点:使用hash一致性算法分片的好处是所有的逻辑都是可控的,不依赖于第三方分布式中间件。服务端的Redis实例彼此独立,可扩展性强。
客户端集群分片的示意图如下所示。
客户端分片缺点是当服务端Redis实例群拓扑结构有变化时,每个客户端都需要更新调整。如果能把客户端分片模块独立出来,形成一个单独的中间件,作为客户端和服务端连接的桥梁就能解决这个问题了,此时代理分片就出现了。
(2)中间件分片
Twemproxy中间件代理:Twemproxy代理通过代理层将多个Redis实例进行统一管理,客户端不需要关心后面有多少个Redis实例。通过Twemproxy中间件的代理,不需要改任何代码;自动删除无效Redis实例;减少客户端与Redis实例的连接数。Twemproxy缺点在于无法平滑地扩容和缩容,没有友好的监控管理界面,不利于运维管理;客户端请求需要经过中间的Twemproxy才能达到Redis,性能会有所损。
Twemproxy中间件代理示意图如下所示。
Codis是其基于Go和C语言开发的一个支持平滑增加Redis实例的中间件,示意图如下所示。
(3)Redis集群模式
redis在3.0以上引入了集群模式,其采用集群可以达到完全去中心化,所有的采用PING-PONG机制节点彼此互联,不需要中间代理层。客户端不需要连接集群所有节点,只连接集群中任何一个可用节点即可。其示意图如下所示。
名词解释:
Twemproxy
Twemproxy是一种代理分片机制,由Twitter开源。Twemproxy作为代理,可接受来自多个程序的访问,按照路由规则,转发给后台的各个Redis或memcached服务器,再原路返回。
Codis
Codis 是一个分布式 Redis 解决方案, 对于上层的应用来说, 连接到 Codis Proxy 和连接原生的 Redis Server 没有明显的区别 (不支持的命令列表)。
四、Redis常见问题以及解决策略
下面笔者给大家收集了redis常见的一些问题以及对应的解决方案的资料,不见得全面,有精力的读者可自行补充,如下表所示。