Redis作为分布式缓存

本文主要是介绍Redis作为分布式缓存，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

分布式缓存对比
Redis和Memcached 都具备高性能，那我们为什么要选择Redis？
主要有以下几点原因：

• Redis支持更丰富的数据类型
• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用,而 Memecache 把数据全部存在内存之中。
• Redis 在服务器内存使用完之后，可以将不用的数据放到磁盘上。但是，Memcached 在服务器内存使用完之后，就会直接报异常。
• Redis原生支持集群模式。
• Redis拥有丰富的功能：支持发布订阅模型，Lua脚本，事务等功能，而 Memcached 不支持。并且，Redis 支持更多的编程语言。
• Memcached过期数据的删除策略只用了惰性删除，而 Redis 同时使用了惰性删除与定期删除。

下面就介绍一下redis作为缓存的几种特性：

一. Redis的两种持久化方式

RDB

Redis 创建快照之后，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（Redis 主从结构，主要用来提高 Redis 性能），还可以将快照留在原地以便重启服务器的时候使用。
快照持久化是 Redis 默认采用的持久化方式，在 Redis.conf 配置文件中默认有此下配置：

save 900 1           #在900秒(15分钟)之后，如果至少有1个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。

save 300 10          #在300秒(5分钟)之后，如果至少有10个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。

save 60 10000        #在60秒(1分钟)之后，如果至少有10000个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。

AOF

与快照持久化相比，AOF 持久化 的实时性更好，因此已成为主流的持久化方案。默认情况下 Redis 没有开启 AOF（append only file）方式的持久化，可以通过 appendonly 参数开启：

appendonly yes

开启 AOF 持久化后每执行一条会更改 Redis 中的数据的命令，Redis 就会将该命令写入硬盘中的 AOF 文件。
由于redis运行，AOF 的文件会越来越大，文件越大，占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。为了解决这个问题，Redis新增了重写机制。即读取服务器现有的键值对，然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令，生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。这样可以减少内存资源的浪费。
AOF重写带来的问题：
1.父进程阻塞问题
由于Redis是单线程的，所以如果 重写 AOF 需要比较长的时间，那么在重写 AOF 期间，Redis将长时间无法处理其他的命令，这是无法忍受的。
Redis为了克服这个问题，将 AOF 重写程序放到子进程中进行，这样有两个好处：

• 子进程重写期间，父进程可以继续处理其他命令；
• 因为子进程拥有父进程的数据副本（采用写时复制的技术），可以不使用锁就保证数据的安全性。

2.丢失数据修改问题
为了解决在重写期间丢失的数据修改问题，Redis 服务器设置了一个 AOF 重写缓冲区，这个缓冲区是在创建子进程后开始使用，当Redis服务器执行一个写命令之后，就会将这个写命令也发送到 AOF 重写缓冲区。当子进程完成 AOF 重写之后，就会给父进程发送一个信号，父进程接收此信号后，就会调用函数将 AOF 重写缓冲区的内容都写到新的 AOF 文件中。

RDB-AOF混合持久化方式
在Redis4.0之后，既上一篇文章介绍的RDB和这篇文章介绍的AOF两种持久化方式，又新增了RDB-AOF混合持久化方式。
　　这种方式结合了RDB和AOF的优点，既能快速加载又能避免丢失过多的数据。具体配置为：

aof-use-rdb-preamble : yes

当开启混合持久化时，主进程先fork出子进程将现有内存副本全量以RDB方式写入aof文件中，然后将缓冲区中的增量命令以AOF方式写入aof文件中，写入完成后通知主进程更新相关信息，并将新的含有 RDB和AOF两种格式的aof文件替换旧的aof文件。
　　简单来说：混合持久化方式产生的文件一部分是RDB格式，一部分是AOF格式。这种模式缺点是不能兼容Redis4.0之前版本的备份文件了。

二、Redis集群模式

理论知识：

• 主从模式
  Redis 提供了复制（replication）功能实现master数据库中的数据更新后，会自动将更新的数据同步到其他slave数据库上。实现容灾，读写分离（只对主库进行写操作，减轻主库压力）
• 哨兵模式
  通过发送命令，让 Redis 服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器；
  当哨兵监测到 master 宕机，会自动将 slave 切换成 master ，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机；
• Cluster 集群模式
  Redis 的哨兵模式基本已经可以实现高可用，读写分离 ，但是在这种模式下每台 Redis 服务器都存储相同的数据，很浪费内存，所以在 redis3.0上加入了 Cluster 集群模式，实现了 Redis 的分布式存储，也就是说每台 Redis 节点上存储不同的内容。
  redis-cluster集群引入了主从复制模型，一个主节点对应一个或者多个从节点，当主节点宕机的时候，就会启用从节点。当其它主节点 ping 一个主节点 A 时，如果半数以上的主节点与 A 通信超时，那么认为主节点 A 宕机了。如果主节点 A 和它的从节点 A1 都宕机了，那么该集群就无法再提供服务了。

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