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Redis 简介

Redis 是一个高性能的key-value数据库。支持复杂的数据结构，支持持久化，支持主从集群，支持高可用，支持较大的value存储...

Redis是一个nosql，非关系型数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下几个特点：

Reids是基于内存读写的。
Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

何时使用Redis?

1.业务数据常用吗？命中率如何？如果命中率很低，就没有必要写入缓存。

2.业务数据是读操作多，还是写操作多？如果写操作多的话，需要频繁写入数据库，也没有必要使用缓存。

3.业务数据大小？如果业务数据是近G的文件，会给缓存带来很大压力。

Redis 优势

性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis为什么这么快？

1、完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。

2、Redis采用的是基于内存的，采用的是 单进程单线程模型的 KV 数据库，由C语言编写

单进程单线程的Redis如何能够高并发

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）
（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
（2）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
2、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

3、什么是多路I/O复用（Epoll）
（1）网络IO都是通过Socket实现，Server在某一个端口持续监听，客户端通过Socket（IP+Port）与服务器建立连接（ServerSocket.accept），成功建立连接之后，就可以使用Socket中封装的InputStream和OutputStream进行IO交互了。针对每个客户端，Server都会创建一个新线程专门用于处理
（2）默认情况下，网络IO是阻塞模式，即服务器线程在数据到来之前处于【阻塞】状态，等到数据到达，会自动唤醒服务器线程，着手进行处理。阻塞模式下，一个线程只能处理一个流的IO事件
（3）为了提升服务器线程处理效率，有以下三种思路

非阻塞【忙轮询】：采用死循环方式轮询每一个流，如果有IO事件就处理，这样可以使得一个线程可以处理多个流，但是效率不高，容易导致CPU空转
Select代理（无差别轮询）：可以观察多个流的IO事件，如果所有流都没有IO事件，则将线程进入阻塞状态，如果有一个或多个发生了IO事件，则唤醒线程去处理。但是还是得遍历所有的流，才能找出哪些流需要处理。如果流个数为N，则时间复杂度为O（N）
Epoll代理：Select代理有一个缺点，线程在被唤醒后轮询所有的Stream，还是存在无效操作。 Epoll会哪个流发生了怎样的I/O事件通知处理线程，因此对这些流的操作都是有意义的，复杂度降低到了O(1)

Redis单机：主从模式、哨兵模式

1.对于单机实例，我们采用原生主从（Master-Slave）模式实现高可用，常规模式下对外仅暴露 Master 节点。

由于使用原生 Redis，所以单机实例支持所有 Redis 指令。

对于单机实例，我们使用Redis 自带的哨兵（Sentinel）集群对实例进行状态监控。Sentinel 是 Redis 自带的高可用组件，将 Redis 注册到由多个 Sentinel 组成的 Sentinel 集群后，Sentinel 会对 Redis 实例进行健康检查，当 Redis 发生故障后，Sentinel 会通过 Gossip 协议进行故障检测，确认宕机后会通过一个简化的 Raft 协议来提升 Slave 成为新的 Master。

通过向Sentinel 集群注册 Master 节点实现实例的高可用，当提交 Master 实例的连接信息后，Sentinel 会主动探测所有的 Slave 实例并建立连接，定期检查健康状态。客户端通过多种资源发现策略如简单的 DNS 发现 Master 节点，将来有计划迁移到如 Consul 或 etcd 等资源发现组件。

当Master 节点发生宕机时，Sentinel 集群会提升 Slave 节点为新的 Master，同时在自身的 pubsub channel +switch-master 广播切换的消息