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Redis数据库的相关介绍

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Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。从2010年3月15日起,Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始,Redis的开发由Pivotal赞助。

Redis数据库的定义

redis是一个key-value存储系统。和Memcached类似,它支持存储的value类型相对更多,包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set –有序集合)和hash(哈希类型)。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。在此基础上,redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

Redis 是一个高性能的key-value数据库。 redis的出现,很大程度补偿了memcached这类key/value存储的不足,在部 分场合可以对关系数据库起到很好的补充作用。它提供了Java,C/C++,C#,PHP,JavaScript,Perl,Object-C,Python,Ruby,Erlang等客户端,使用很方便。  

Redis支持主从同步。数据可以从主服务器向任意数量的从服务器上同步,从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。这使得Redis可执行单层树复制。存盘可以有意无意的对数据进行写操作。由于完全实现了发布/订阅机制,使得从数据库在任何地方同步树时,可订阅一个频道并接收主服务器完整的消息发布记录。同步对读取操作的可扩展性和数据冗余很有帮助。

redis的官网地址,非常好记,是redis.io。(特意查了一下,域名后缀io属于国家域名,是british Indian Ocean territory,即英属印度洋领地)

目前,Vmware在资助着redis项目的开发和维护。

Redis数据库的作者

redis 的作者,叫Salvatore Sanfilippo,来自意大利的西西里岛,现在居住在卡塔尼亚。目前供职于Pivotal公司。他使用的网名是antirez。

Redis数据库的性能

下面是官方的bench-mark数据:

测试完成了50个并发执行100000个请求。

设置和获取的值是一个256字节字符串。

Linux box是运行Linux 2.6,这是X3320 Xeon 2.5 ghz。

文本执行使用loopback接口(127.0.0.1)。

结果:读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

Redis数据库支持语言

许多语言都包含Redis支持,包括:

·ActionScript

·C

·C++

·C#

·Clojure 

·Common Lisp

·Dart

·Erlang

·Go

·Haskell 

·Haxe

·Io

·Java

·Node.js

·Lua 

·Objective-C

·Perl

·PHP

·Pure Data

·Python 

·R

·Ruby

·Scala

·Smalltalk

·Tcl 

Redis数据库的常用命令

就DB来说,Redis成绩已经很惊人了,且不说memcachedb和Tokyo Cabinet之流,就说原版的memcached,速度似乎也只能达到这个级别。Redis根本是使用内存存储,持久化的关键是这三条指令:SAVE BGSAVE LASTSAVE …

当接收到SAVE指令的时候,Redis就会dump数据到一个文件里面。

值得一说的是它的独家功能:存储列表和集合,这是它与mc之流相比更有竞争力的地方。

不介绍mc里面已经有的东东,只列出特殊的:

TYPE key — 用来获取某key的类型

KEYS pattern — 匹配所有符合模式的key,比如KEYS * 就列出所有的key了,当然,复杂度O(n)

RANDOMKEY – 返回随机的一个key

RENAME oldkeynewkey— key也可以改名

列表操作,精华

RPUSH key string — 将某个值加入到一个key列表末尾

LPUSH key string — 将某个值加入到一个key列表头部

LLEN key — 列表长度

LRANGE key start end — 返回列表中某个范围的值,相当于mysql里面的分页查询那样

LTRIM key start end — 只保留列表中某个范围的值

LINDEX key index — 获取列表中特定索引号的值,要注意是O(n)复杂度

LSET key index value — 设置列表中某个位置的值

LPOP key

RPOP key — 和上面的LPOP一样,就是类似栈或队列的那种取头取尾指令,可以当成消息队列来使用了

集合操作

SADD key member — 增加元素

SREM key member — 删除元素

SCARD key — 返回集合大小

SISMEMBER key member — 判断某个值是否在集合中

SINTER key1 key2 … keyN — 获取多个集合的交集元素

SMEMBERS key — 列出集合的所有元素

还有Multiple DB的命令,可以更换db,数据可以隔离开,默认是存放在DB 0。

Redis数据库的数据模型

Redis的外围由一个键、值映射的字典构成。与其他非关系型数据库主要不同在于:Redis中值的类型不仅限于字符串,还支持如下抽象数据类型:

·字符串列表

·无序不重复的字符串集合

·有序不重复的字符串集合

·键、值都为字符串的哈希表

值的类型决定了值本身支持的操作。Redis支持不同无序、有序的列表,无序、有序的集合间的交集、并集等高级服务器端原子操作。

Redis数据库的数据结构

redis提供五种数据类型:string,hash,list,set及zset(sorted set)。

string(字符串)

string是最简单的类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,一个key对应一个value,其上支持的操作与Memcached的操作类似。但它的功能更丰富。

redis采用结构sdshdr和sds封装了字符串,字符串相关的操作实现在源文件sds.h/sds.c中。

list(双向链表)

list是一个链表结构,主要功能是push、pop、获取一个范围的所有值等等。操作中key理解为链表的名字。

对list的定义和实现在源文件adlist.h/adlist.c

dict(hash表)

set是集合,和我们数学中的集合概念相似,对集合的操作有添加删除元素,有对多个集合求交并差等操作。操作中key理解为集合的名字。

在源文件dict.h/dict.c中实现了hashtable的操作

dict中table为dictEntry指针的数组,数组中每个成员为hash值相同元素的单向链表。set是在dict的基础上实现的,指定了key的比较函数为dictEncObjKeyCompare,若key相等则不再插入。

zset(排序set)

zset是set的一个升级版本,他在set的基础上增加了一个顺序属性,这一属性在添加修改元素的时候可以指定,每次指定后,zset会自动重新按新的值调整顺序。可以理解了有两列的mysql表,一列存value,一列存顺序。操作中key理解为zset的名字。

zset利用dict维护key -> value的映射关系,用zsl(zskiplist)保存value的有序关系。zsl实际是叉数

不稳定的多叉树,每条链上的元素从根节点到叶子节点保持升序排序。

Redis数据库的存储

redis使用了两种文件格式:全量数据和增量请求。

全量数据格式是把内存中的数据写入磁盘,便于下次读取文件进行加载;

增量请求文件则是把内存中的数据序列化为操作请求,用于读取文件进行replay得到数据,序列化的操作包括SET、RPUSH、SADD、ZADD。

redis的存储分为内存存储、磁盘存储和log文件三部分,配置文件中有三个参数对其进行配置。

save seconds updates,save配置,指出在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件。这个可以多个条件配合,比如默认配置文件中的设置,就设置了三个条件。

appendonly yes/no ,appendonly配置,指出是否在每次更新操作后进行日志记录,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为redis本身同步数据文件是按上面的save条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。

appendfsync no/always/everysec ,appendfsync配置,no表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘,always表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘,everysec表示每秒同步一次。

Redis数据库的版本发布

2012年08月02日,Redis 2.4.16 小更新版本 NoSQL。

2012年08月31日 ,Redis 2.4.17 小更新版本 NoSQL。

2012年11月7日 Redis 2.6.3 发布,高性能K/V服务器

2013年4月30日Redis 2.6.13 发布,高性能K/V服务器  

2013年11月25日,Redis 2.8.1发布。 

2015年2月,Redis3.0.0发布.

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