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初识Redis:第一节:Redis简介

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 Redis是一个远程内存数据库,它不仅性能强劲,而且还具有复制特性以及为解决问题而生的独一无二的数据模型,是一个速度非常快的非关系数据库(no-relational database)。

Redis提供了5种不同类型的数据结构,它可以存储键(key)与5种不同类型的值(value)之间的映射(mapping),各式各样的问题都可以很自然地映射到这些数据结构上:Redis的数据结构致力于帮助用户解决问题,而不会像其他数据库那样,要求用户扭曲问题来适应数据库。除此之外,通过复制、持久化(persistence)和客户端分片(client-side sharding)等特性,用户可以很方便地将Redis扩展成一个能够包含数百GB数据、每秒处理上百万此请求的系统。

持久化:将存储在内存的键值对数据持久化带硬盘。
Redis与其它数据库和软件的对比
如果你熟悉关系数据库,那么你肯定写过用来关联两个表的数据的SQL查询。而Redis则属于人民常说的NoSQL数据库或者非关系数据库:Redis不使用表,它的数据库也不会预定义或者强制要求用户对Redis存储的不同数据进行关联。

高性能键值对缓存服务器memcached也经常被拿来于Redis进行比较:这两者都可以用于存储键值映射,彼此的性能也相差无几,但是Redis能够自动以两种不同的方式将数据写入硬盘,并且Redis除了能存储普通的字符串键之外,还可以存储其它4种数据结构,而memcached只能存储普通的字符串。这些不同之处使得Redis可以用于解决更为广泛的问题,并且即可以用于主数据库(primary database)使用,又可以作为其他存储系统的辅助数据库(auxiliar database)来使用。

一般来说,用户只会在Redis的性能或者功能是必要的情况下,才会将数据存储到Redis中。如果程序对性能要求不高,又或者因为费用原因而没有办法将大量数据库存储到内存中,那么用户可以选择使用关系数据库,或者其他非关系数据库。

下表展示了一部分功能上与Redis有重叠的数据库服务器和缓存服务器。从这个表可以看出Redis与这些数据库及软件之间的区别。
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附加特性
在使用类似Redis这样的内存数据库时,一个首先要考虑的问题就是【当服务器关闭时,服务器存储的数据将何去何从呢?】

Redis拥有两种不同形式的持久化方法,他们都可以用小而紧凑的格式将存储在内存中的数据写入硬盘:

第一种持久化方法为:时间点转储(point-in-time dump)。转储操作既可以在【指定时间段内有指定数量的写操作执行】这一条件被满足时执行,又可以通过调用两条转储的硬盘(dump-to-disk)命令中的任何一条来执行。
第二种持久化方法为:将所有修改了数据库的命令都写入一个只追加(append-only)文件里面,用户可以根据数据的重要程度,将只追加写入设置为:从不同步、每秒同步一次、写入一个命令就同步一次。
尽管Redis的性能很好,但受限于Redis的内存存储设计,有时候只使用一台Redis服务器可能没有办法处理所有请求,因此,为了扩展Redis的读性能,并为Redis提供故障转移(failover)支持,Redis实现了主从复制特性:

执行复制的从服务器会连接上主服务器,接受主服务器发送的整个数据库的初始副本(copy);
之后主服务器执行的写命令,都会被发送给所有连接着的【从服务器】去执行,从而实时的更新从服务器的数据集。
因为【从服务器】包含的数据会不断的更新,所以客户端可以向任意一个从服务器发送【读请求】,以此来避免对主服务器进行集中式访问。
使用Redis的理由
有memcached使用经验的读者可能知道,用户只能用APPEND命令将数据添加到已有字符串的末尾。memcached的文档中声明,可以用APPEND命令来管理元素列表。这很好,用户可以将元素追加到一个字符串的末尾,并将那个字符串当做列表来使用。但随后如何删除这些元素呢?memcached采用的方法是通过黑名单(blacklist)来隐藏列表里面的元素,从而避免对元素执行读写、更新、写入(包括在一次数据库查询之后执行的memcached写入)等操作。相反的,Redis的LIST和SET允许用户添加或则删除元素。

使用Redis而不是 memcached来解决问题,不仅可以让代码变得更简短、更易懂、更易维护,而且还可以使代码的允许速度更快(因为用户不需要通过读取数据库来更新数据)。除此之外,在其他很多情况下,Redis的效率和易用性也比关系数据库要好的多。

数据库的一个常见用法是存储长期的报告数据,并将这些报告数据用作固定时间范围内的聚合数据(aggregates)。收集聚合数据的常见做法是:

先将各个行插入一个报告表里面
之后再通过扫描这些行来收集聚合数据
再根据收集到的聚合数据来更新聚合表中已有的那些行。
之所以使用插入行的方式来存储,是因为对于大部分数据库来说,出入行操作的执行速度非常快(插入行只会在硬盘文件末尾进行写入)。不过,对表里面的行进行更新却是一个非常慢的操作,因为这种更新除了会引起一次随机读(random read)之外,还可能会引起一次随机写(random write)。而Redis里面,用户可以直接使用原子的(atomic)INCR命令及其变种来计算聚合数据,并且因为Redis将数据存储在内存里面,而且发送给Redis的命令请求并不需要经过典型的查询分析器(parser)或者查询优化器(optimizer)进行处理,所有对Redis存储的数据执行随机写的速度总是非常迅速的。

使用Redis而不是关系数据库或则其他硬盘存储数据库,可以避免写入不必要的临时数据,也免去了对临时数据进行扫描或则删除的麻烦,并最终改善程序的性能。

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