redis的四大特性和原理

qinling072

一、redis的过期

A.应用场景
　　cookie自动过期，限时优惠价格，限制每分钟的访问次数
B.实现方式
　　setex(String key, int seconds, String value)
　　expire key time #秒
　　pexpire key time #毫秒
　　expireat key time #秒
　　pexpireat key time #毫秒
C.实现原理
　　定时清理
　　设置key过期时间的时候，就创建一个定时器，不断循环，时间一到就删除掉这个key。
　　优点：过期key马上被删除，内存使用率最高。
　　缺点：如果有一万个key设置了过期时间，就需要一万个定时器，不断循环，这会造成cpu性能的严重损耗。
　　懒汉式清理
　　在取key的时候，先判断key是否有过期，如果过期，就删除。
　　优点：过期key，只有在被使用时才被删除，对cpu的占用是最少的。
　　缺点：如果一个key过期之后，很长时间都没有被使用过，那这个key会一直占用内存空间，一直不释放。
　　定期清理+懒汉式清理
　　redis采用的是这种方式。经过前面两种策略可以很清楚的看到。定时清理和懒汉式清理，都不能达到一个最好的效果。
　　那现在有第三种，就是隔一段时间进行一次清理，清除掉过期的 key。比如一分钟或者是十分钟清理一次。
　　同时使用懒汉式清理，每次获取key的时候能判断一下，是否过期，是否需要清理。
二、redis的发布订阅

A.应用场景
　　订阅新闻频道（体育，军事等），关注大V，关注好友，系统消息广播。
B.实现方式
　　PUBLISH channel message #发布消息
　　SUBSCRIBE channel [channel ...] #订阅一个或多个频道
　　PSUBSCRIBE channel #订阅一组匹配的频道
C.实现原理

　　pubsub_channels存放频道信息，pubsub_patterns存放客户端信息。通过类似观察者模式，新的消息发送给每个订阅者。
三、redis的事务
　　redis事务和mysql对比
redismysqlmultibeginexeccommitdiscardrollbackwatchlockA.应用场景
　　秒杀商品的数量，抢票
B.实现方式
　　watch multi exec discard
C.实现原理
　　watch的实现原理：

　　当一个key被修改后，就会对所有监控该key的客户端，设置dirty标识。
　　multi和exec的实现原理：
　　客户端的三种状态
　　REDIS_MULTI    客户端进入事务状态。
　　REDIS_DIRTY_EXEC 客户端事务无效状态。命令队列中有发生错误的命令。
　　REDIS_DIRTY_CAS  客户端事务处于非安全状态。watch的key已经被其他客户端抢先修改了。
　　事务执行原理：
　　1.事务执行成功。
　　第一步：客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ；
　　第二步：将多条命令加入到命令队列；
　　第三步：执行exec，依次执行完命令队列中的所有操作命令；

　　2.第一种事务执行失败REDIS_DIRTY_EXEC。
　　第一步：客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ；
　　第二步：将多条命令加入到命令队列，但是命令队列中，存在产生错误的命令；
　　第三步：错误的操作命令，导致客户端状态变成REDIS_DIRTY_EXEC ，事务执行失败；

　　3.第二种事务执行失败REDIS_DIRTY_CAS
　　第一步：客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ；
　　第二步：将多条命令加入到命令队列；
　　第三步：正在watch的key被其他的客户端，抢先修改，导致客户端状态变成REDIS_DIRTY_CAS ，事务执行失败；

四、redis的pipline
A.应用场景
　　一个客户端能合并多条命令一起发送时，都推荐使用。例如，取出用户信息，并且取出该用户关注的用户列表。
　　但是，如果命令过多时（返回时间大于1秒），可以拆分到两个client分别去发送。
B.实现方式
　　pipline在命令中是没有的，可以通过java客户端（jedis）设置。
　　Pipeline pipe = jedis.pipelined();
　　pipe.set
C.实现原理

　　pipeline通过减少client与redis-server的连接通信的次数，来降低往返延时时间。
　　如果一次往返的时间是10ms，往返一千次，就是10秒。而通过pipline的方式，往返时间是20ms。
　　Pipeline 实现的原理是队列，即先进先出。数据的顺序性得到了保证。