redis

Last updated Dec 9, 2022

Redis主要提供了两种持久化机制：RDB和AOF;

默认开启，会按照配置的指定时间将内存中的数据快照到磁盛中，创建一个dump.rdb文件，Redis启动时再恢复到内存中。
Redis会单独创建fork一个子进程，将当前父进程的数据库数据复制到子进程的内存中，然后由子进程写入到临时文件中，持久化的过程结束了，再用这个临时文件替换上次的快照文件，然后子进程退出，内存释放。需要注意的是，每次快照持久化都会将主进程的数据库数据复制一遍，导致内存开销加倍，若此时内存不足，则会阻塞服务器运行，直到复制结束释放内存；都会将内存数据完整写入磁盛一次，所以如果数据量大的话，而且写操作频繁，必然会引起大量的
磁盘IO操作，严重影响性能，并且最后一次持久化后的数据可能会丟失。

以日志的形式记录每个写操作（读操作不记录），只需追加文件但不可以改写文件，Redis启动时会根据日志从头到尾全部执行一遍以完成数据的恢复工作。包括flushDB也会执行。
主要有两种方式触发：有写操作就写、每秒定时写（也会丢数据）。
因为AOF采用追加的方式，所以文件会越来越大，针对这个问题，新增了重写机制，就是当日志文件大到一定程度的时候，会fork出一条新进程来遍历进程内存中的数据，每条记录对应一条set语句，写到临时文件中，然后再替换到旧的日志文件（类似rdb的操作方式）。默认触发是当aof文件大小是上次重写后大小的一倍且文件大于64M时触发。当两种方式同时开启时，数据恢复Redis会优先选择AOF恢复。一般情况下，只要使用默认开启的RDB即可，因为相对于AOF,RDB便于进行数据库备份，并且恢复数据集的速度也要快很多。
开启持久化缓存机制，对性能会有一定的影响，特别是当设置的内存满了的时候，更是下降到几百reqs/s。所以如果只是用来做缓存的话，可以关掉持久化。

Redis内存回收机制
Redis的内存回收主要围绕以下两个方面：
1.Redis过期策略:删除过期时间的key值
2.Redis淘汰策略:内存使用到达maxmemory上限时触发内存淘汰数据
Redis的过期策略和内存淘汰策略不是一件事，实际研发中不要弄混淆了，下面会完整的介绍两者。

每个设置过期时间的key都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好；但是会占用大量的CPU资源去处理过期的数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。

只有当访问一个key时，才会判断该key是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省CPU资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。

每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的expires字典中一定数量的key，并清除其中已过期的key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。
Redis中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。

Redis的内存淘汰策略，是指当内存使用达到maxmemory极限时，需要使用LAU淘汰算法来决定清理掉哪些数据，以保证新数据的存入。

Redis默认情况下就是使用LRU策略算法。
LRU算法(least RecentlyUsed),最近最少使用算法,也就是说默认删除最近最少使用的键。
但是一定要注意一点！redis中并不会准确的删除所有键中最近最少使用的键，而是随机抽取3个键，删除这三个键中最近最少使用的键。
那么3这个数字也是可以可以设置采样的大小，如果设置为10，那么效果会更好，不过也会耗费更多的CPU资源。对应位置是配置文件中的maxmeory-samples。

maxmemory用来设置redis存放数据的最大的内存大小，一旦超出这个内存大小之后，就会立即使用LRU算法清理掉部分数据。
对于64 bit的机器，如果maxmemory设置为0，那么就默认不限制内存的使用，直到耗尽机器中所有的内存为止;，但是对于32 bit的机器，有一个隐式的闲置就是3GB

maxmemory-policy，可以设置内存达到最大闲置后，采取什么策略来处理。
对应的淘汰策略规则如下：
1）noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。
2）allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key。
3）allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key。
4）volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。
5）volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key。
6）volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除。

1）客户端执行数据写入操作
2）redis server接收到写入操作之后，检查maxmemory的限制，如果超过了限制，那么就根据对应的policy清理掉部分数据
3）写入操作完成执行。

Redis 中的发布与订阅分为两种类型，一种是基于频道来实现，一种是基于模式来实现

• subscribe channe1 channel2 channel3 … ：订阅一个或者多个频道
• unsubscribe channe1 channel2 channel3 … ：退订订阅的指定频道(关闭客户端终端没用，需要命令退订)
• publish channe1 message：对指定频道发送消息
• pubsub numsub channel1 channel2：查看指定频道的订阅数