Redis数据结构

https://blog.csdn.net/mz474920631/article/details/125200050

• String：字符串。SDS
• List：列表。双向链表、压缩列表、quicklist
  • 双向链表：内存不连续，内存开销大，无法利用CPU缓存
  • 压缩列表：不能保存过多的元素，新增或修改时内存空间重新分配，可能引发连锁更新
    • prevlen：前一个节点的长度。如果前一个节点长度小于254个字节，则该字段保存使用1字节，如果大于等于254字节，则使用5字节保存
    • 连锁更新：如果插入或修改一个元素，导致其大小大于等于254字节，则其后面节点的prevlen需使用5字节保存，可能也导致再后面的节点长度扩大，从而导致连锁更新
  • quicklist：双向链表 + 压缩列表的组合
    • 控制每个压缩列表的元素数量避免连锁更新
    • 插入时，先判断是否能直接保存在压缩列表，如果不能，再新建一个节点
    • 并没有彻底解决连锁更新问题
• Hash：哈希表。压缩列表、哈希表、listpack
  • 哈希冲突严重触发渐进式rehash
    • rehash期间，在访问一个哈希桶时，也将该哈希桶的所有key value迁移到hash2，以避免一次性操作；新增时，直接添加到hash2，最终hash1表变成空表，然后交换
    • 触发时机：负载因子=保存的节点数/哈希桶大小，大于1时，如果没有bgsave和bgrewriteaof则触发，大于5时，强制触发
  • listpack：不再记录前一个节点长度，彻底解决连锁更新问题
• Set：集合。哈希表、整数集合
  • 整数集合：元素为整数且数量不大
• ZSet：有序集合。压缩列表(ziplist)、跳表(skiplist)、listpack
  • 每个元素有一个score属性，按score从小到大排序
  • 当键值对少于128个且元素长度小于64时使用ziplist
  • ZADD命令：ZADD key score member
  • ZINCRBY命令：ZINCRBY key increment member

Redis过期策略

• 定时删除
  • 默认每秒执行10次
  • 贪心+随机删除
• 惰性删除
  • 请求key时，发现过期，则删除，返回null

Redis内存淘汰策略

• LRU：最少最近使用，删除访问时间最早的元素
• LFU：最少使用频率，删除访问频率最低的元素

1. noeviction：只返回错误，不会删除任何key。该策略是Redis的默认淘汰策略，一般不会选用
2. volatile-ttl：将设置了过期时间的key中即将过期（剩余存活时间最短）的key删除掉
3. volatile-random：在设置了过期时间的key中，随机删除某个key
4. allkeys-random：从所有key中随机删除某个key
5. volatile-lru：基于LRU算法，从设置了过期时间的key中，删除掉最近最少使用的key
6. allkeys-lru：基于LRU算法，从所有key中，删除掉最近最少使用的key。该策略是最常使用的策略
7. volatile-lfu：基于LFU算法，从设置了过期时间的key中，删除掉最不经常使用（使用次数最少）的key
8. allkeys-lfu：基于LFU算法，从所有key中，删除掉最不经常使用（使用次数最少）的key

Redis持久化

• RDB：周期性保存快照。宕机时可以会丢数据
  • 适合冷备，体积小，恢复速度快
  • fork时如果数据量过大，则可能导致服务暂停
  • 二进制文件，不可读
• AOF：将命令写入os cache，定时刷盘。数据更完整
  • rewirte：将大文件构造为小文件
    • 不影响服务
  • 同步磁盘策略：everysec、always、no（由操作系统执行）

Redis高可用方案

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1729711337158702696

1. 主从架构

• 主要用于数据同步
• 没有故障迁移功能

2. 哨兵模式（sentinel，基于主从架构）

• client连接哨兵，由哨兵返回master节点

• 当master不可用，sentinel返回给客户端slave地址

• sentinel也可以是集群部署，当需要故障迁移时，需要先选出leader节点再由leader节点进行操作

• 主观下线：redis节点不能及时正常响应sentinel的PING命令

• 客观下线：redis master节点被足够多的sentinel标记为主观下线

3. Redis Cluster

由多个redis节点组成，数据通过分片的形式保存在各个redis节点上

• 当其中一个redis节点不可用时，整个集群将不可用
• 每个redis节点可以是主从架构，提高可用性

哈希槽

Redis集群有16384个哈希槽，进行set操作时，每个key会通过CRC16校验后再对16384取模来决定放置在哪个槽，搭建Redis集群时会先给集群中每个master节点分配一部分哈希槽

• 每个节点都需要知道其他所有节点的状态信息

重定向MOVED

由于每个节点都知道所有节点信息，所以client可以向任意redis master节点发送命令

如果key不在本机，则返回MOVED错误，格式为MOVED [哈希槽] [IP:port]（key所属的哈希槽和能处理这个请求的Redis节点的IP和端口号），客户端根据此重新发送命令

Redis命令

• expire [key] [second]：当timeout为非正数时，key将被删除且发出key被删除事件

Note that calling EXPIRE/PEXPIRE with a non-positive timeout or EXPIREAT/PEXPIREAT with a time in the past will result in the key being deleted rather than expired (accordingly, the emitted key event will be del, not expired). https://redis.io/commands/expire/