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Redis特性

速度快

正常情况下,Redis执行命令的速度非常快,官方给出的数字是读写性能可以达到10万/秒,当然这也取决于机器的性能,但这里先不讨论机器性 能上的差异,只分析一下是什么造就了Redis除此之快的速度,可以大致归纳为以下四点:

  • Redis的所有数据都是存放在内存中的,把数据放在内存中是Redis速度快的最主要原因。
  • Redis是用C语言实现的,一般来说C语言实现的程序“距离”操作系统更近,执行速度相对会更快。
  • Redis使用了单线程架构,预防了多线程可能产生的竞争问题。
  • 使用多路 I/O 复用模型,非阻塞 IO;
  • 使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis 直接自己构建了 VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;
  • 作者对于Redis源代码可以说是精打细磨,曾经有人评价Redis是少有的集性能和优雅于一身的开源代码。

基于键值对的数据结构服务器

几乎所有的编程语言都提供了类似字典的功能,例如Java里的map、 Python里的dict,Golang里的map,类似于这种组织数据的方式叫作基于键值的方式,与很多 键值对数据库不同的是,Redis中的值不仅可以是字符串,而且还可以是具体的数据结构,这样不仅能便于在许多应用场景的开发,同时也能够提高开发效率。

丰富的功能

除了5种数据结构,Redis还提供了许多额外的功能:

  • 提供了键过期功能,可以用来实现缓存。
  • 提供了发布订阅功能,可以用来实现消息系统。
  • 支持Lua脚本功能,可以利用Lua创造出新的Redis命令。
  • 提供了简单的事务功能,能在一定程度上保证事务特性。
  • 提供了流水线(Pipeline)功能,这样客户端能将一批命令一次性传到 Redis,减少了网络的开销。

简单稳定

Redis的简单主要表现在三个方面。首先,Redis的源码很少,早期版本的代码只有2万行左右,3.0版本以后由于添加了集群特性,代码增至5万行左右,相对于很多NoSQL数据库来说代码量相对要少很多,也就意味着普通 的开发和运维人员完全可以“吃透”它。其次,Redis使用单线程模型,这样不仅使得Redis服务端处理模型变得简单,而且也使得客户端开发变得简单。最后,Redis不需要依赖于操作系统中的类库(例如Memcache需要依赖 libevent这样的系统类库),Redis自己实现了事件处理的相关功能。

持久化

通常看,将数据放在内存中是不安全的,一旦发生断电或者机器故障, 重要的数据可能就会丢失,因此Redis提供了两种持久化方式:RDB和 AOF,即可以用两种策略将内存的数据保存到硬盘中这样就保证了数据的可持久性。

主从复制

Redis提供了复制功能,实现了多个相同数据的Redis副本,复制功能是分布式Redis的基础。

高可用和分布式

Redis从2.8版本正式提供了高可用实现Redis Sentinel,它能够保证Redis节点的故障发现和故障自动转移。Redis从3.0版本正式提供了分布式实现Redis Cluster,它是Redis真正的分布式实现,提供了高可用、读写和容量的扩展性。

Redis线程模型

Redis基于Reactor模式开发了网络事件处理器,这个处理器被称为文件事件处理器(file event handler)。它的组成结构为4部分:多个套接字、IO多路复用程序、文件事件分派器、事件处理器。因为文件事件分派器队列的消费是单线程的,所以Redis才叫单线程模型。

  • 文件事件处理器使用 I/O 多路复用(multiplexing)程序来同时监听多个套接字, 并根据套接字目前执行的任务来为套接字关联不同的事件处理器。
  • 当被监听的套接字准备好执行连接应答(accept)、读取(read)、写入(write)、关闭(close)等操作时, 与操作相对应的文件事件就会产生, 这时文件事件处理器就会调用套接字之前关联好的事件处理器来处理这些事件。

虽然文件事件处理器以单线程方式运行, 但通过使用 I/O 多路复用程序来监听多个套接字, 文件事件处理器既实现了高性能的网络通信模型, 又可以很好地与 redis 服务器中其他同样以单线程方式运行的模块进行对接, 这保持了 Redis 内部单线程设计的简单性。