认识 Redis 与 分布式

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Redis 的简介

Redis 是一个在内存中存储数据的中间件

一方面用于作为数据库,另一方面用于作为数据缓存,适用于分布式系统中

Redis 基于网络,进行进程间通信,把自己内存中的变量给别的进程,甚至别的主机的进程进行使用

Redis 的初心: 是用来作为一个 "消息中间件" (消息队列)的,用于分布式系统下的生产者消费者模型,不过当前很少会直接使用 Redis 作为消息中间件了

Redis 通常和 MySQL 结合起来使用

MySQL 最大的问题在于,访问速度比较慢,很多互联网产品中,对于性能要求是很高;

Redis 可以作为数据库使用,最大的特点就是访问速度快!但是和 MySQL 相比,最大的劣势,就是存储空间有限;

通常情况下,最优的选择就是Redis 和 MySQL 的结合使用,当然还是要看使用场景的。

具体的使用原则采用"二八原则":20%的热点数据,满足80%的访问需求

分布式系统

引入多个主机/服务器,协同配合完成一系列的工作

如 Web 服务器与数据库分别⼯作在不同的服务器上,或者多台 Web 服务器被分别部署在不同服务器上。

注:这里多个主机指的是物理上的多个主机

分布式的架构演进

请各位亲们,移步到博主的另一篇博客: docker 的八大技术架构(图解)

常见概念

应⽤(Application)/ 系统(System)

一个应用,就是一 个/组 服务器程序

模块(Module)/ 组件(Component)

---个应目里面有很多个功能,每个独立的功能,就可以称为是一个模块/组件

集群(Cluster)

引入多个主机/服务器,协同配合完成一系列的工作

注:这里的多个主机指的是逻辑上的多个主机

分布式 和 集群的区别:

分布式强调的是物理形态,即⼯作在不同服务器上并且通过⽹络通信配合完成任务;

⽽集群更在意逻辑形态,即是否为了完成特定服务⽬标。

主(Master)/ 从(Slave)

分布式系统中一种比较典型的结构:多个服务器节点,其中一个是主,另外的都是从。

从节点的数据要从主节点这里同步过来

中间件(Middleware)

提供和业务无关的服务的软件,比如:数据库;缓存;消息队列

评价指标(Metric)

  • 可用性(Availability): 系统整体可用的时间 / 总的时间
  • 响应时长(Response Time RT): 衡量服务器的性能,和具体服务器要做的业务密切相关的,数值越小越好
  • 吞吐(Throughput)vs 并发(Concurrent): 衡量系统的处理请求的能力,也是属于衡量性能的一种方式

Redis 的特性

官网核心特性的介绍页面

1. In-memory data structures

在内存中存储数据

MySQL 主要是通过"表"的方式来存储组织数据的,属于"关系型数据库";

Redis 主要是通过"键值对"(key 都是 string, value 则是上述的strings, hashes, lists, sets, sorted sets, streams)

的方式来存储组织数据的,属于"非关系型数据库"

2. Programmability

可编程性

针对Redis的操作,可以直接通过简单的交互式命令进行操作,也可以通过一些脚本的方式,批量执行一些操作(可以带有一些逻辑),在 Redis 主要支持 Lua("橹啊")这个编程语言

3. Extensibility

扩展

可以在 Redis 原有的功能基础上再进行扩展,Redis 提供了一组API,可以使用 C,C++,Rust 这几个语言编写 Redis 扩展(本质上是一个动态链接库)

自己去扩展 Redis 的功能,在 Redis 自身已经提供了很多的数据结构和命令下,可以通过扩展,让 Redis支持更多的数据结构以及支持更多的命令

4. Persistence

持久化

Redis 把数据存储在内存上的,由于内存的数据是"易失"的,进程退出/系统重启都会导致内存中的数据消失

解决:Redis 会把数据存储在硬盘上,以内存为主,硬盘为辅(硬盘相当于对内存的数据备份了一下);

如果 Redis 重启了,就会在重启时加载硬盘中的备份数据使 Redis 的内存恢复到重启前的状态

5. Clustering

Horizontal scalability:水平扩展,这个水平扩展,类似于"分库分表";

Redis 作为一个分布式系统中的中间件,能够支持集群是很关键的;

一个 Redis 能存储的数据是有限的(内存空间有限),引入多个主机,部署多个 Redis 节点,每个 Redis 节点存储数据的一部分

6. High availability

高可用 => 冗余/备份

Redis 自身也是支持"主从"结构的,从节点就相当于主节点的备份

Redis 最大的特性:快

快的原因:

1.Redis 数据是在内存中,比访问硬盘的数据库,要快很多

2.Redis 核心功能都是比较简单的逻辑 => 核心功能都是比较简单的操作内存中的数据结构

3.从网络角度上,Redis 使用了 IO 多路复用(epoll)的方式:使用一个线程来管理很多个socket

4.Redis 使用的是单线程模型(虽然更高版本的Redis引入了多线程),这样的单线程模型,减少了不必要的线程之间的竞争开销

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