1、Redis基本知识
简介
Redis是一个支持网络、基于内存、可选持久性的NoSql数据库，目前在很多的系统中都使用了Redis，尤其是在实现缓存功能的时候应用的尤其广泛（缓存功能也是很多人对Redis的认识），那么Redis到底有哪些优点和缺点，为什么会被广泛应用呢？
Redis的优点
Redis的第一个优点就是速度快，Redis使用C语言实现，基于内存，数据的读写效率非常的高，这也是为什么很多系统的缓存功能使用Redis来实现，但是需要明确的是Redis是一个数据库，缓存只是它的一项应用而已。
Redis的第二个优点是单线程模型，所谓单线程模型就是每一个请求都会有一个全新的线程来进行处理，这一点类似于Struts2，每一个请求都会有一个新的线程来进行处理。这样做的好处就是避免了线程频繁切换带来的系统开销，同时也避免了让人头疼的多线程问题。
Redis的第三个优点就是使用了非阻塞I/O （NIO），不在网络上浪费时间，进一步提高了效率。
Redis的第四个优点就是支持多种的数据类型，并且每一种数据类型都提供了丰富的操作命令，适用于很多特殊的场景，并且支持自定义命令创建个性化的操作命令。
2、redis持久化机制
redis服务器宕机，内存数据是会丢失了，为了保证数据不丢失需要对数据做备份，所备份就是持久化，Redis的持久化即将内存中的数据同步到硬盘，主要包括两种方式RDB、AOF。
RDB持久化机制，(默认使用)：做当前内存数据的全本快照，
将内存中的数据以快照的方式写入到二进制文件dump.rdb,
在redis.conf中可以设置发起快照保存的条件。在指定的时间内如果有超过指定数量的key被修改，则会发起快照保存。
这种方式在数据的实时性上不高，在突然断电的情况下，可能会出现部分数据的丢失，即最后一次快照之后在内存中发生修改的数据。
简单来说：RDB就是将redis上的所有数据做个备份，存储的是二进制的数据。
AOF持久化机制，(默认是关闭)：
AOF是将Redis内存数据库中更改的数据都记录到指定的文件appendonly.aof。在redis.conf中可以进行写磁盘的相关设置。
在突然断电的情况下，由于在appendonly.aof中保存了最后一次写磁盘之后redis内存发生数据修改的指令，所以在这个Redis重启后，基本不会发生数据丢失，比RDB具有更好的数据安全性。
appendfsync always 接收到更改数据的命令，立即将其记录到appendonly.aof中，能保证数据持久化，数据完全不丢失，但效率相对最低。
appendfsync everysec 每秒钟将redis内存数据修改的命令记录到appendonly.aof中，在性能和持久化上做了折中。因频繁执行磁盘操作，在仅存在单个Master执行写操作时，效率可能存在问题。但在多个Master执行写操作的Redis集群中，效率会提升。
appendfsync no 依赖于操作系统，因不会频繁执行磁盘操作而性能最好，但redis内存数据修改持久化没有保证，无法保证数据可靠性
如何开启AOF持久化：
将redis.conf文件中 appendonly 改成 yes ，自动创建appendonly.aof，该文件存储的客户端执行过增删改操作的命令
3、 Redis的数据结构
redis数据库存储数据使用的key-value，键值对方式存储
key是string类型 value的数据结构支持5个string、set、sorted_set、list、hash
4、Redis 的常用命令
String(可以存数字)
可以实现原子性的自增（数据安全）
这是最基本的类型了，没啥可说的，就是普通的set和get，做简单的k-v缓存
hash
这个是类似map的一种结构，这个一般就是可以将结构化的数据，比如一个对象（前提是这个对象没嵌套其他的对象）给缓存在redis里，然后每次读写缓存的时候，可以就操作hash里的某个字段。
key=150 value={ “id”: 150, “name”: “zhangsan”, “age”: 20 }
hash类的数据结构，主要是用来存放一些对象，把一些简单的对象给缓存起来，后续操作的时候，你可以直接仅仅修改这个对象中的某个字段的值
value={ “id”: 150, “name”: “zhangsan”, “age”: 21 }
list
有序列表，这个是可以玩儿出很多花样的
微博，某个大v的粉丝，就可以以list的格式放在redis里去缓存
key=某大v value=[zhangsan, lisi, wangwu] key=书名 value=[评论1, 评论2, 评论3]
比如可以通过list存储一些列表型的数据结构，类似粉丝列表了、文章的评论列表了之类的东西
比如可以通过lrange命令，就是从某个元素开始读取多少个元素，可以基于list实现分页查询，这个很棒的一个功能，基于redis实现简单的高性能分页，可以做类似微博那种下拉不断分页的东西，性能高，就一页一页走
比如可以搞个简单的消息队列，从list头怼进去，从list尾巴那里弄出来
set
无序集合，自动去重
直接基于set将系统里需要去重的数据扔进去，自动就给去重了，如果你需要对一些数据进行快速的全局去重，你当然也可以基于jvm内存里的HashSet进行去重，但是如果你的某个系统部署在多台机器上呢？
得基于redis进行全局的set去重
可以基于set玩儿交集、并集、差集的操作，比如交集吧，可以把两个人的粉丝列表整一个交集，看看俩人的共同好友是谁？对吧
把两个大v的粉丝都放在两个set中，对两个set做交集
sorted set 跳表
排序的set，去重但是可以排序，写进去的时候给一个分数，自动根据分数排序，这个可以玩儿很多的花样，最大的特点是有个分数可以自定义排序规则
比如说你要是想根据时间对数据排序，那么可以写入进去的时候用某个时间作为分数，人家自动给你按照时间排序
排行榜：将每个用户以及其对应的什么分数写入进去，zadd board score username，接着zrevrange board 0 99，就可以获取排名前100的用户；zrank board username，可以看到用户在排行榜里的排名
总结：优先掌握 String 即可
5、数据失效时间
场景：
手机验证码登录 手机验证码注册
验证码后台生成 Redis
- 集中存储
- 可以设置过期时间
验证码 key = 手机号 value = 验证码 设置3分钟过期
Redis中可以设置数据的存活时间
命令
expire key 存活时间的秒 ttl key 查看key对应的数据的存活时间. pexipre key 存活时间的毫秒 pttl key 查看key对应的数据的存活时间,毫秒单位
expire key 存活时间的秒
失效的原理
- 定期随机删除+惰性删除
key 1 1分钟 2 1分钟 3 1分钟 4 1分钟 5 6 redis 每过100ms 随机抽取一定数量的设置了失效时间的key 将过期的删除 有些key过期了 每次都没有随机到 就一直删不掉 怎么办？ 惰性删除 get key 的时候 先判断 key是否过期 如果过期 返回数据为空
定期随机删除 例如100ms
查询的时候 先检查key
内存淘汰机制
如果redis的内存占用过多的时候，此时会进行内存淘汰，有如下一些策略：
redis 10个key，现在已经满了，redis需要删除掉5个key
1个key，最近1分钟被查询了100次
1个key，最近10分钟被查询了50次
1个key，最近1个小时被查询了1次
noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错，这个一般没人用吧，实在是太恶心了
allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key（这个是最常用的）
allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key，这个一般没人用吧，为啥要随机，肯定是把最近最少使用的key给干掉啊
volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key（这个一般不太合适）
volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key
volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除
LRU算法 扩展视野
6、Redis的基本应用！！！
二级缓存
- 为什么要做缓存
- 缓存的选择（二级缓存）
- 二级缓存的基本概念
- 是什么
- 如何开启
- 二级缓存的缺点
- 使用Redis集成二级缓存的步骤
- 实现cache接口
- 缓存的作用
- 数据从内存获取,提升数据获取速度.
- 减轻了数据库读操作的访问压力(数据基本不变)
MyBatis二级缓存机制(开启)
机制：
Java本地缓存空间.(jar)
mybaits事务提交后操作缓存
Mybatis根据Mapper文件的namespace划分多个缓存空间.
mybatis会将查询语句执行结果,缓存在 sql所在mapper文件对应的namespace对应的缓存空间中.
会将执行的查询sql(对sql处理后产生的对象)作为key.
MyBatis执行DML,在事务提交之后,默认清空当前sql所在的mapper文件对应的namespace对应的缓存空间中
A Mapper User表 脏读
B Mapper User表 删除 缓存清空
缓存空间融合
所有关于User表的操作都写在一个Mapper中
Mapper配置 融合缓存空间（基本没有人使用）
第三方的缓存空间
ehcache
Redis
MyBatis缓存实现原理(源码)
org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache.class
根据namepace划分缓存空间(id)
MyBatis二级缓存本质是一个Map结构
key :和执行的sql先关
value:查询结果相关
存放数据的功能: select语句(key)----查询结果(value)
获得数据的功能: 根据key
清空缓存的功能: clear
MyBatis管理每个缓存,使用Map管理 key:id(namespace) value:PerpetualCache
MyBatis缓存的问题?(缓存数据量不能太多)
- mybatis缓存在tomcat的jvm内部分配的缓存空间.
- 缓存数据过多,挤占java运行期间需要的内存.
解决办法:
将Mybatis的二级缓存空间转移到Redis数据库中
Mybatis二级缓存空间划分
Redis缓存空间的划分设计
核心:
- 每个缓存空间是一个map
- 每个缓存空间对应一个namespace.(管理多个cache空间)
方案:
- 将mybatis的namespace作为redis的key
- 将key对应的value作为hash数据结构使用.(替换PerpetualCache)
