redis知识总结与分布式锁的实现

1. 常用命令

为指定key设置过期时间：expire key seconds

设置key对应的value，并设置过期时间：setex key seconds value

查询指定key剩余过期时间：ttl key

返回指定key的value类型：type key

为指定key修改key名称：rename oldkey newkey

setnx key value：设置key和value值，若当前key不存在时，若存在则不执行该操作

2. Redis支持的数据类型

• string
• hash
• list
• set
• sorted set
  
  
  
  

3. Redis的持久化机制

Redis是一个非关系型的内存数据库，一旦redis重启或断电数据就会丢失[没有持久化的情况下]。

持久化：将redis的数据持久化保存到硬盘上。

Redis提供的持久化机制有如下2种：

• RDB(默认)
• AOF

3.1 RDB

RDB持久化机制是默认开启的持久化机制，一般不需要更改。它会在一定时间内检测key的变化，达到要求就会将内存种的数据集快照写入磁盘，它恢复时是将快照文件直接读取到内存里。

RDB保存的文件时dump.rdb。

触发机制：

• save规则满足的情况下
• 执行flushall命令
• 推出redis也会

3.2 AOF

AOP持久化机制是以独立日志的方式记录每次写命令，并在Redis重启时重新执行AOF文件中的名称来达到恢复数据的目的。

以独立日志的方式：指以日志形式记录每个操作，将Redis运行过程中的所有指令记录下来，redis启动之初就会读取该文件重新构建数据。

AOF保存的是 appendonly.aof 文件。

特点：

• 每一次修改都同步
• 每秒同步一次，可能会丢失一秒的数据

开启AOP持久化机制
将配置文件种的 appendonly 由 no 改为 yes

4. 建议

5. redis删除策略

问题：redis种若有一个key只能存活1小时，那么redis是如何对这个key删除的？
redis有3种删除策略：

• 定期删除 每隔100秒随机抽取3个设置过期时间的key，判断其是否过期，是就删除
• 惰性删除 若定期删除没有随机抽取到那个过期的key，也不怕，惰性删除会在你查询那个key时，先去判断其是否过期，是就删除
• 定时删除 在设置键过期的同时，创建一个定时器，让定时器在键过期时间来临时，执行对键的删除操作。

Redis采用 定期+惰性 的删除策略

6. redis如何保存对象

一般会将对象转换成json字符串，再将其当字符串保存。

7. 什么是缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩

7.1 缓存穿透

缓存穿透：查询一个数据库一定不存在的数据。

7.2 缓存击穿

缓存击穿：指一个key非常热点，扛着大并发几种对其访问，当这个key失效的瞬间，所有请求直接请求到数据库。

7.3 缓存雪崩

缓存雪崩：指一段时间内，缓存集中过期。

7. 为什么Redis是单线程的？为什么单线程还能这么快

原文：https://www.cnblogs.com/panchanggui/p/12597920.html

• Redis是基于内存的，内存的读写速度非常快；
• Redis是单线程的，避免了不必要的上下文切换和竞争条件；
• Redis使用多路复用技术，可以处理并发的连接。非阻塞I/O内部实现采用epoll，采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件，然后利用epoll的多路复用特性，绝不在io上浪费一点时间。

为什么Redis是单线程的？

1. 官方答案
   因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。
2. 性能指标
   关于Redis的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。
3. 详细原因

3.1 不需要各种锁的性能消耗
Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value，还有list，hash等复杂的结构，这些结构有可能会进行很细粒度的操作，比如在很长的列表后面添加一个元素，在hash当中添加或者删除一个对象。
这些操作可能就需要加非常多的锁，导致的结果是同步开销大大增加。
总之，在单线程的情况下，就不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗。

3.2 单线程多进程集群方案
单线程的威力实际上非常强大，核心效率也非常高，多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限，但是在今天的计算环境中，即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了，需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案，这些方案中多线程的技术照样是用不上的。
所以单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。

3.3 CPU消耗
采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU。
但是如果CPU成为Redis瓶颈，或者不想让服务器其他CUP核闲置，那怎么办？
可以考虑多起几个Redis进程，Redis是key-value数据库，不是关系数据库，数据之间没有约束。只要客户端分清哪些key放在哪个Redis进程上就可以了。

7. 什么是分布式锁，如何基于Redis实现分布式锁

7.1 单体项目里面锁的使用

举例：
客户下单的时候，我们调用库存中心进行减库存，那我们一般的操作都是：

update store set num = $num where id = $id

但是，当客户量高的时候，出现了一些并发时，就容易出现脏数据问题，就像我们的经典售票案例。
比如 a, b 当前两个事务，查询出来的库存都是 5，a 买了 3 个单子要把库存设置为 2，而 b 买了 1 个单子要把库存设置为 4，那这个时候就会出现 a 会覆盖 b 的更新。

解决办法：
想办法解决脏数据的问题呗，比如让a事务再修改的时候不准其他事务来修改，或者让a事务直到在它修改期间是否有其他事务来改过该数据，是就不就进行更新。

• 乐观锁：假定不会发生数据冲突，所以获取数据的时候不加锁，但是在提交数据的时候，会判断是否被修改过，如果被修改过则不进行数据更新，如果判断没被其他线程修改，则进行数据更新。
• 悲观锁：读取数据之前，假设会发生并发冲突，所以从一开始就为了防止冲突，在获取数据的时候进行加锁，确保自己使用的过程中不会被修改，使用完成之后在进行锁的释放。上锁期间，其他事务不能查询和修改。

Mysql实现乐观锁：在表中加一个version字段，查询数据时得到它的值，更新时加上这个条件。
Mysql实现悲观锁：1) 先关闭mysql的自动提交功能。2）在查询数据时加上"for update"

线程是实现悲观锁：典型的是Synchronized，Lock锁，他们就是悲观锁的体现。

7.2 分布式项目里面锁的使用

在分布式系统中，由于会部署集群，一个应用部署到多台机器上，也就是多个JVM。
如此一来基于JAVA API实现线程的方式就不行了。因为变量会在不同JVM中分配3个内存，加锁控制不了。

那基于数据表的乐观锁或悲观锁呢，能有效不呢：
       能有效！！！
       基于JAVA API实现的锁，依赖于JVM。
       基于MYSQL实现的乐观锁，悲观锁，依赖的是Mysql。

缺点：
       当更新的时候，数据被另一个事务修改了，则当前更新不成功。由此可以看出基于mysql的乐观锁适合多读少些的情况，并且具有一定锁表的风险。
       悲观锁就更不说了，查询的时候就直接不准其他人访问了。更不适合。

7.3 基于redis实现分布式锁

优点：性能对比ZK和Mysql较好。
缺点：没有mysql实现方便，还涉及lua脚本知识点。

几种实现分布式锁的方式对比：https://www.cnblogs.com/heyanan/p/13591217.html
基于注解的redis实现分布式锁：https://blog.csdn.net/tianyaleixiaowu/article/details/90036180