Redis简介及持久化

　　Redis是一个key-value数据库，他不仅性能强劲，而且还具有复制特性以及为解决问题而生的独一无二的数据模型。可用于缓存、消息队列、发布、订阅消息、商品列表和评论列表等场景。Redis提供了5种不同类型的数据结构（string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）），基于内存，可持久化。

·Redis的5种数据结构

Redis的5种结构

结构类型	存储的值	读写能力	命令
String	可以是字符串、整数或者浮点数	对整个字符串或者字符串的 其中一部分执行操作；对整数 和浮点数执行自增或者自减操作	设置键值：set name value 根据键获取值：get name 根据键删除值：del name
List	一个链表，链表上的每个节点都包含了一个字符串	从链表的两端插入或者弹出元素； 根据偏移量对链表进行修剪； 读取单个或者多个元素； 根据值查找或者移除元素	将值插入List的右端：rpush list_name value 获取List在范围内的所有值：lrange list_name startIndex endIndex 根据索引获取值：lindex list_name index 从左端移除一个值，并返回：lpop list_name
Set	包含字符串的无序集合，并且被包含的每个字符串都是唯一的	添加、获取、移除单个元素； 检查一个元素是否存在； 计算交集、并集、差集； 从集合随机获取元素	添加元素：sadd set_name value 返回所有元素：smembers set_name 检查元素是否存在：sismember set_name value 如果元素存在，移除元素：srem set_name value
Hash	包含键值对的无序散列表	添加、获取、移除单个键值对； 获取所有键值对	添加键值对：hset hash_name key value 根据键获取值：hget hash_name key 获取所有键值对：hgetall hash_name 如果键存在，则移除：hdel hash_name key
Zset	键值对，字符串成员（键，member）与浮点数分值（值,score） 之间的有序映射，元素的排列顺序由分值的大小决定	添加、获取、删除单个元素； 根据分值范围或者成员来获取元素	添加键值对：zadd zset_name score memeber 根据位置范围获取多个元素：zrange zset_name startIndex endIndex withscores 根据分值范围获取多个元素：zrangebyscore zset_name startScore endScore withscores 如果成员（键）存在，则移除：zrem zset_name member

　·Redis的持久化

　　将内存中的数据存储到磁盘的一个主要原因是为了在之后重用数据，或者是为了防止系统故障而将数据备份到一个远程位置。　

　　Redis有两种方法来将数据持久化到磁盘中。一种方式是快照（snapshotting），它可以将存在于某一时刻的所有数据都写入磁盘当中。另一种是只追加文件（append-only file,AOF），它会在执行写的命令时，将被执行的写命令复制到磁盘中。这两种持久化方法既可以同时使用，也可以单独使用，在某些情况下甚至可以两种方法都不使用，具体选择哪种方法需要根据用户的数据以及应用来决定。

　　　·快照持久化（snapshotting）

　　　Redis可以通过创建快照来获得存储在内存里面的数据在某个时间点上的副本。在创建快照之后，用户可以对快照进行备份，可以将快照复制到其他服务器从而创建具有相同数据的服务器副本，还可以将快照留在原地以便重启服务器时使用。

　　　根据配置，快照将被写入dbfilename选项指定的文件里面，并存储在dir选项指定的路径上面。如果在新的快照文件创建完毕之前，Redis、系统或者硬件这三者之中的任意一个崩溃了，那么Redis将丢失最近一次创建快照之后写入的所有数据。

　　　创建快照的方式有一下几种：

　　　客户端可以通过向Redis发送BGSAVE命令来创建一个快照。对于支持BGSAVE命令的平台来说（基本上所有平台都支持，除了Windows），Redis会调用fork（当一个进程创建子进程的时候，底层的操作系统会创建该进程的一个副本）来创建一个子进程，然后子进程负责将快照写入磁盘，而父进程则继续处理命令请求。

　　　·客户端还可以通过向Redis发送SAVE命令来创建一个快照，接到SAVE命令的Redis服务器在快照创建完毕之前将不再响应任何其他命令。SAVE命令并不常用，我们通常只会在没有足够内存去执行BGSAVE命令的情况下，有或者即使等待持久化操作执行完毕也无所谓的情况下，才会使用这个命令。

　　　·如果用户设置了SAVE配置选项，比如SAVE 60 10000，那么从Redis最近一次创建快照之后开始算起，当“60秒之内有10000次写入”这个条件被满足时，Redis就会自动触发BGSAVE命令。如果用户设置了多个SAVE配置选项，那么当任意一个SAVE配置选项所设置的条件被满足时，Redis就会触发一次BGSAVE命令。

　　　·当Redis通过SHUTDOWN命令接收到关闭服务器的请求时，或者接收到标准TERM信号时，会执行一个SAVE命令，阻塞所有客户端，不在执行客户端发送的任何命令，并在SAVE命令执行完毕之后关闭服务器。

　　　·当一个Redis服务器连接另一个Redis服务器，并向对方发送SYNC命令来开始一次复制操作的时候，如果主服务器目前没有在执行BGSAVE操作，或者主服务器并非刚刚执行完BGSAVE操作，那么主服务器就会执行BGSAVE命令。

　　　在只使用快照持久化来保存数据时，一定要记住：如果系统真的发生崩溃，用户将丢失最近一次生成快照之后更改的所有数据。因此，快照持久化只适用于那些即使丢失一部分数据也不会造成问题的应用程序，而不能接受这种数据损失的应用程序则可以考虑使用AOF持久化。

　　　·AOF持久化

　　　简单来说，AOF持久化会将被执行的写命令写到AOF文件的末尾，以此来记录数据发送的变化。因此，Redis只要从头到尾重新执行一次AOF文件包含的所有写命令，就可以恢复AOF文件所记录的数据集。AOF持久化可以通过设置代码清单下表所示的appendonly yes配置选项来打开。下表展示了appendfsync配置选项对AOF文件的同步频率的影响。

appendfsync选项及同步频率

选项	同步频率
always	每个Redis写命令都有同步写入硬盘。这样做会严重降低Redis的速度
everysec	每秒执行一次同步，显式地将多个写命令同步到硬盘
no	让操作系统来决定应该何时进行同步

　　　如果用户使用appendfsync always选项的话，那么每个Redis写命令都会被写入硬盘，从而将发生系统崩溃时出现的数据丢失减到最少。不过因为这个同步策略需要对硬盘进行大量写入，所有Redis处理命令的速度会受到硬盘性能的限制。

　　　为了兼顾数据安全和写入性能，用户可以考虑使用appendfsync everysec选项，让Redis以每秒一次的频率对AOF文件进行同步。Redis每秒同步一次AOF文件时的性能和不使用任何持久化特性时的性能相差无几，而通过每秒同步一次AOF文件，Redis可以保证，即使出现系统崩溃，用户也最多只会丢失一秒之内产生的数据。当硬盘忙于执行写入操作的时候，Redis还会放慢自己的速度以便适应硬盘的最大写入速度。

　　　最后，如果用户使用appendfsync no 选项，那么Redis将不对AOF文件执行任何显式的同步操作，而是由操作系统来决定应该在何时对AOF文件进行同步。这个选项在一般情况下不会对Redis的性能带来影响，但系统崩溃将导致Redis服务器丢失不定数量的数据。另外，如果用户的硬盘处理写入操作的速度不够快的话，那么当缓冲区被等待写入硬盘的数据填满时，Redis的写入操作将被阻塞，并导致Redis处理命令请求时的速度变慢。

　　　虽然AOF持久化非常灵活地提供了多种不同的选项来满足不同应用程序对数据安全的不同要求，但AOF持久化也有缺陷——那就是AOF文件的体积大小。