redis的四大特性和原理

x33g5p2x  于2021-12-05 转载在 Redis  
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一、redis的过期

A.应用场景

cookie自动过期,限时优惠价格,限制每分钟的访问次数

B.实现方式

setex(String key, int seconds, String value)

expire key time #秒

pexpire key time #毫秒

expireat key time #秒

pexpireat key time #毫秒

C.实现原理

定时清理

设置key过期时间的时候,就创建一个定时器,不断循环,时间一到就删除掉这个key。

优点:过期key马上被删除,内存使用率最高。

缺点:如果有一万个key设置了过期时间,就需要一万个定时器,不断循环,这会造成cpu性能的严重损耗。

懒汉式清理

在取key的时候,先判断key是否有过期,如果过期,就删除。

优点:过期key,只有在被使用时才被删除,对cpu的占用是最少的。

缺点:如果一个key过期之后,很长时间都没有被使用过,那这个key会一直占用内存空间,一直不释放。

定期清理+懒汉式清理

redis采用的是这种方式。经过前面两种策略可以很清楚的看到。定时清理和懒汉式清理,都不能达到一个最好的效果。

那现在有第三种,就是隔一段时间进行一次清理,清除掉过期的 key。比如一分钟或者是十分钟清理一次。

同时使用懒汉式清理,每次获取key的时候能判断一下,是否过期,是否需要清理。

二、redis的发布订阅

A.应用场景

订阅新闻频道(体育,军事等),关注大V,关注好友,系统消息广播。

B.实现方式

PUBLISH channel message #发布消息
SUBSCRIBE channel [channel ...] #订阅一个或多个频道
PSUBSCRIBE channel #订阅一组匹配的频道

C.实现原理

pubsub_channels存放频道信息,pubsub_patterns存放客户端信息。通过类似观察者模式,新的消息发送给每个订阅者。

三、redis的事务

redis事务和mysql对比

redismysql
multibegin
execcommit
discardrollback
watchlock

A.应用场景

秒杀商品的数量,抢票

B.实现方式

watch multi exec discard

C.实现原理

watch的实现原理:

当一个key被修改后,就会对所有监控该key的客户端,设置dirty标识。

multi和exec的实现原理:

客户端的三种状态

REDIS_MULTI 客户端进入事务状态。

REDIS_DIRTY_EXEC 客户端事务无效状态。命令队列中有发生错误的命令。

REDIS_DIRTY_CAS 客户端事务处于非安全状态。watch的key已经被其他客户端抢先修改了。

事务执行原理:

1.事务执行成功。

第一步:客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ;

第二步:将多条命令加入到命令队列;

第三步:执行exec,依次执行完命令队列中的所有操作命令;

2.第一种事务执行失败REDIS_DIRTY_EXEC。

第一步:客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ;

第二步:将多条命令加入到命令队列,但是命令队列中,存在产生错误的命令;

第三步:错误的操作命令,导致客户端状态变成REDIS_DIRTY_EXEC ,事务执行失败;

3.第二种事务执行失败REDIS_DIRTY_CAS

第一步:客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ;

第二步:将多条命令加入到命令队列;

第三步:正在watch的key被其他的客户端,抢先修改,导致客户端状态变成REDIS_DIRTY_CAS ,事务执行失败;

四、redis的pipline

A.应用场景

一个客户端能合并多条命令一起发送时,都推荐使用。例如,取出用户信息,并且取出该用户关注的用户列表。

但是,如果命令过多时(返回时间大于1秒),可以拆分到两个client分别去发送。

B.实现方式

pipline在命令中是没有的,可以通过java客户端(jedis)设置。

Pipeline pipe = jedis.pipelined();

pipe.set

C.实现原理

pipeline通过减少client与redis-server的连接通信的次数,来降低往返延时时间。

如果一次往返的时间是10ms,往返一千次,就是10秒。而通过pipline的方式,往返时间是20ms。

Pipeline 实现的原理是队列,即先进先出。数据的顺序性得到了保证。

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