摘抄並用於自查筆記
1. Redis簡介
我們日常Java Web開發，一般使用數據庫進行存儲，在數據量較大的情況下，單一使用數據庫保存數據的系統會因為面向磁盤，磁盤讀寫速度比較慢而存在嚴重的性能弊端，一瞬間成千上萬的請求到來，需要系統在極短時間內完成千萬次的讀寫操作，這個時候數據庫承受不了，易造成數據庫癱瘓。為克服此類問題，Java Web項目通常引入Nosql技術，這是一種基於內存的數據庫，並且提供一定的持久化功能。
Redis是一個key-value存儲系統，可支持五種數據類型：字符串、哈希、鏈表、集合和有序集合。其性能十分優越，可支持每秒十幾萬次的讀寫操作，性能遠超數據庫，且支持集群，分布式，主從同步等配置，原則上可以無限擴展，讓更多人數據存儲在內存中，支持一定的事務能力，保證高並發下數據的安全和一致性。
2. Redis在Java Web中的應用
Redis在Java Web主要有兩個應用場景：
1）存儲緩存用的數據
2）需要高速讀寫的場合使用他快速讀寫
緩存
根據業務需求，在Redis中存儲一些常用和主要的數據，一般從以下幾個方面考慮：
業務數據常用嗎？如果是命中率低，沒有必要寫入緩存。
命中率如何？如果命中率低，就沒有必要寫入緩存。
讀操作多還是寫操作多？如果寫操作多，頻繁寫入數據庫，也沒有必要使用緩存。
業務數據大小如何？如果要存儲幾百M字節的文件，會給緩存帶來很大壓力，這樣也沒必要。
高速讀寫的場合
在高並發的情況下，例如搶演唱會門票，僅用數據庫會比較慢或數據庫癱瘓，所以需要使用Redis來應對這樣的高並發需求的場合。
i）當一個請求到達服務器時，只是把業務數據在Redis上進行讀寫，而沒有對數據進行任何的操作，這樣就能大大提高讀寫速度，從而滿足高速響應的需求
ii）但是這些緩存的數據仍需要持久化，也就是存入數據庫之中，所以在一個請求操作完Redis的讀寫后，會去判斷該高速讀寫的業務是否結束，這個判斷如果是成功了，則觸發事件將Redis緩存的數據以批量的形式一次性寫入數據庫，從而完成持久化的工作。
3. Redis常用數據類型操作和其他操作
1）String
String是redis最基本的數據類型。String類型是二進制安全的，意思是，redis的String可以包含任何數據，比如，jpg或者序列化的對象，其最大能存儲512MB
2）Hash（哈希）
Redis Hash是一個鍵值對集合。hash特別適合用於存儲對象。
HMSET runoob field1 "Hello" field2 "World"
HGET runoob field1
HGET runoob field2
3） List（列表）
Redis列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。可以添加一個元素到列表的頭部或者尾部。
4）Set（集合）
Redis的Set是String類型的無需集合，集合是通過哈希表實現的，所以添加、刪除、查找的復雜度都是o(1)
5）zset（sorted set：有序集合）
zset和set一樣是String類型元素的集合，且不允許出現重復的成員。不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序，zset的成員是唯一的，但分數卻是可以重復的。
6）Redis HyperLogLog
Redis HyperLogLog是用來做基數統計的算法，HyperLogLog的優點是在輸入元素的數量或者體積非常非常大時，計算基數所需的空間總是固定的，且是很小。
7）Redis 發布訂閱
Redis發布訂閱是一種消息通信模式。
8）Redis事務
MULTI, EXEC, DISCARD和WATCH命令是Redis事務操作的基礎。他們可以讓Redis在一個步驟里面執行一組命令，且能做到如下2個保證：
i）事務中所有的命令都是序列化且都是按順序執行的，在一個客戶端執行Redis事務的過程中，不會接收其他任何客戶端對他發出的請求。這保證了這些命令是作為一個單獨的獨立操作執行的。
ii）所有的命令要么都被一起處理，要么全部都沒有被處理，所以Redis事務是原子的。EXEC會命令觸發事務中所有命令的執行。
使用MULTI命令進入事務模式，這個命令只會返回OK，這個時候，用戶發出多個要執行的命令，Redis暫時不會執行這些命令，二十把他們放進隊列，當EXEC被調用時，所有的命令才會被一次性執行。
在其中可能會有2種錯誤：
i）命令可能排隊失敗。如，命令的語法可能錯誤，或者重要的環境問題，內存不足。
ii）EXEC調用后，一些命令可能執行失敗，如，在一個字符串上進行列表命令的操作。
第一種錯誤，發生在EXEC命令前，可以通過檢查命令的返回值，QUEUED，redis對於在排隊期間發生的錯誤，會拒絕執行EXEC，並放棄這個事務。
執行EXEC后，所有的命令都會被執行，甚至是錯誤的命令。就算其中有失敗的命令，隊列中的其他命令也會被執行。
為什么Redis不支持回滾
EXEC命令調用后的錯誤（這個問題在命令隊列時無法檢測到），Redis命令執行失敗，都是程序性錯誤，這類錯誤在開發過程中就能夠發現並解決，幾乎不會出現在生產環境。
由於不需要回滾，這使得redis內部更加簡單，而且運行速度更快
樂觀鎖（check-and-set）
WATCH命令為事務提供一個check-and-set（CAS）行為。
WATCH命令可以用來監聽事務中的隊列的命令，在EXEC之前，一旦發現有參數是被修改了的，那么整個事務就會終止，EXEC返回一個NULL，提示用戶事務失敗了。這種形式的鎖稱為樂觀鎖，是一種非常強大的鎖。
WATCH命令使得EXEC命令的執行必須滿足一個條件：如果被WATCH的keys沒有一個被更改，則執行事務；不然就不執行這個事務。
WATCH可以被多次調用，所有的WATCH調用都會在EXEC調用之前起作用，WATCH可以接收任意多的key。
當EXEC被調用后，所有的keys都將UNWATCH，不管這個事務會不會終止。同樣，當一個客戶端鏈接關閉后，一切都將UNWATCH。
可以用UNWATCH命令來刷新所有被WATCH的keys。
這個常用於高並發的情況，例如，搶紅包或者商品。
9）Redis持久化
Redis支持RDB和AOF兩種持久化機制。持久化能有效避免因進程退出造成的數據丟失問題，下一次重啟時，利用之前持久化的文件，即可實現數據恢復。
1. RDB：這種是把當前進程數據生成快照保存到硬盤的過程，觸發RDB持久化過程分為手動觸發和自動觸發。
手動觸發：save和bgsave。save命令阻塞當前Redis服務（主進程），bgsave命令Redis進程執行fork操作創建子進程，RDB持久化過程由子進程負責，完成后自動結束，阻塞只發生在fork階段，時間短。（fork解釋 : 一個進程，包括代碼、數據和分配給進程的資源。fork()函數通過系統調用創建一個與原來進程幾乎完全相同的進程，也就是兩個進程可以做完全相同的事，但如果初始參數或者傳入的變量不同，兩個進程也可以做不同的事。 一個進程調用fork()函數后，系統先給新的進程分配資源，例如存儲數據和代碼的空間。然后把原來的進程的所有值都復制到新的新進程中，只有少數值與原來的進程的值不同。相當於克隆了一個自己。）
自動觸發：有以下幾種場景會觸發
a）使用save相關配置，如 save m n ， 表示m秒內數據集存在n次修改時，自動觸發bgsave
b）如果從節點執行全量復制操作，主節點自動執行bgsave生成RDB文件並發送給從節點。
c）執行debug reload命令重新加載Redis時，也會自動觸發save操作。
d）默認情況下執行shutdown命令時，如果沒有開啟AOF持久化功能則自動執行bgsave
保存：RDB文件保存在dir配置指定的目錄下，文件名通過dbfilename配置指定。
優點：非常適用備份，全量賦值等場景，恢復數據遠快於AOF方法。
缺點：沒有辦法做到實時持久化/秒級持久化。其文件格式存在多版本格式不兼容情況。
2. AOF
開啟AOF功能需要設置配置：appendonly yes。默認不開啟。文件名通過appendfilename配置，默認appendonly.aof。
a）所有寫入命令會追加到aof_buf（緩沖區）中。
b）AOF緩沖區根據對應的策略向硬盤做同步操作
c）隨着AOF文件越來越大，需要定去對AOF文件進行重寫，達到壓縮目的
d）當Redis服務器重啟時，可以加載AOF文件進行數據恢復
10）管道技術
Redis是一種基於客戶端-服務端模型以及請求/響應協議的TCP服務。這意味着通常情況下一個請求會遵循以下步驟：
客戶端向服務端發送一個查詢請求，並監聽Socket返回，通常是以阻塞模式，等待服務器端響應，服務端處理命令，並將結果返回客戶單。
但是Redis管道技術可以在服務端未響應時，客戶端可以繼續向服務端發送請求，並最終一次讀取所有服務端的響應。
管道技術最顯著的優勢是提高了redis服務的性能。開啟管道操作后，往返延時被改善的相當低。