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Redis是一個(gè)高性能的開源內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)，被廣泛用于緩存、消息隊(duì)列等方面。但是，除了內(nèi)存存儲(chǔ)外，Redis還支持像持久化、事務(wù)等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的特性。本文將介紹Redis結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)特性的優(yōu)勢(shì)，并展示該系統(tǒng)如何應(yīng)用于實(shí)際開發(fā)中。
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一、Redis的持久化與復(fù)制
Redis支持兩種不同的持久化方式：快照和追加式文件。
快照是將 Redis 服務(wù)器在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)生成一個(gè) RDB 文件并將其寫入磁盤中?？煺粘志没且蕾囉?CPU 來(lái)完成的，因此會(huì)影響 Redis 的效率。但是，在每次持久化完成后，Redis 服務(wù)器都會(huì)生成一個(gè) RDB 快照文件。這種方式的好處是在持久化完成之后 Redis 的性能不再受到影響。因?yàn)槊總€(gè) RDB 快照文件都不會(huì)使用其他文件的數(shù)據(jù)。另外，利用 Redis 提供的 RDB 文件可以快速地恢復(fù)數(shù)據(jù)，加快服務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間。
相對(duì)于快照方式，追加式文件更適合存儲(chǔ)高頻次寫入的數(shù)據(jù)。通俗地說(shuō)，這種形式就是像日志一樣，不斷地往文件里面追加數(shù)據(jù)。Redis的AOF持久化功能就是通過(guò)追加式文件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng) Redis 運(yùn)行時(shí)，每執(zhí)行一條寫命令，就將該命令追加到 AOF 文件的末尾。通過(guò)這種方式，就可以保證 Redis 每條寫命令都會(huì)被持久化下來(lái)。當(dāng)Redis重啟后，會(huì)通過(guò)重演 AOF 文件中的命令，來(lái)恢復(fù)出所有的數(shù)據(jù)。
Redis的復(fù)制功能是指將一個(gè) Redis 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)照原樣地拷貝到另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，并確保兩者數(shù)據(jù)始終同步。使用復(fù)制可以提升 Redis 的可用性和吞吐量。Redis的復(fù)制功能可以進(jìn)行兩種類型的復(fù)制：主從復(fù)制和多主復(fù)制。
Redis 的多主復(fù)制是指，多個(gè) Redis 節(jié)點(diǎn)之間可以互相復(fù)制對(duì)方的數(shù)據(jù)，這個(gè)過(guò)程中是互相的，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以接受客戶端的讀寫請(qǐng)求。這種方式下，Redis 服務(wù)器是相互平等的，每個(gè)服務(wù)器都可以接受寫命令，同時(shí)還需要負(fù)責(zé)將自己的寫命令同步給其他節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然，這種方式也更復(fù)雜、更容易出現(xiàn)問(wèn)題，但是，這種模型適用于一些高峰期明顯的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。例如，電商臨時(shí)促銷時(shí)，服務(wù)器的訪問(wèn)量往往是瞬間增長(zhǎng)的，如果只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)很可能因?yàn)樵L問(wèn)量過(guò)大而導(dǎo)致服務(wù)器崩潰。
二、Redis的分布式鎖
分布式鎖的目的是為了保證系統(tǒng)在一個(gè)分布式環(huán)境下，僅有一個(gè)進(jìn)程可以訪問(wèn)某個(gè)共享資源。在 Redis 中，可以使用 SETNX 和 SETEX 命令實(shí)現(xiàn)分布式鎖。
SETNX 命令是SET Not eXist的縮寫。它的作用是判斷指定的key是否存在。如果該 key 不存在，則將該 key 的值設(shè)置為特定的值。SETNX 命令可以避免在多個(gè)進(jìn)程之間發(fā)生資源沖突的問(wèn)題。
SETEX 是Redis中設(shè)置值的一個(gè)命令，作用是將值與指定的過(guò)期時(shí)間一起保存。通過(guò)將 SETEX 與 SETNX 命令結(jié)合使用，就可以在 Redis 中輕松實(shí)現(xiàn)分布式鎖。
以一個(gè)購(gòu)票系統(tǒng)為例，假如一個(gè)演唱會(huì)的總共票數(shù)有100張，當(dāng)用戶在選擇某一場(chǎng)演唱會(huì)的場(chǎng)次和選座位之后，需要占用一定的資源，以保證在一定的時(shí)間范圍內(nèi)只有這個(gè)用戶可以購(gòu)買對(duì)應(yīng)的場(chǎng)次和座位。采用分布式鎖即使在高并發(fā)下也能保證每個(gè)用戶都不會(huì)購(gòu)買到一個(gè)被其他用戶鎖定的座位。在Redis中這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)SETNX、SETEX兩個(gè)命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。
三、Redis的發(fā)布訂閱機(jī)制
Redis的發(fā)布訂閱機(jī)制，通過(guò) CHANNEL 類型來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。一個(gè)發(fā)布者可以向一個(gè)或多個(gè)頻道（channel）發(fā)布消息，多個(gè)訂閱者可以接收到這個(gè)頻道中的消息。一個(gè)訂閱者可以同時(shí)訂閱多個(gè)頻道，通過(guò)這種方式可以輕松地構(gòu)建各種消息系統(tǒng)。
對(duì)于一些消息即時(shí)推送的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，例如：實(shí)時(shí)交易軟件等，通用的HTTP輪詢機(jī)制往往會(huì)給服務(wù)器帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān)，而使用Redis的發(fā)布訂閱機(jī)制，就可以實(shí)現(xiàn) PUSH 模式。因?yàn)檫@種模式雙方先建立連接，只要連接不中斷，就可以保證服務(wù)推送即時(shí)到達(dá)。
下面是Redis發(fā)布訂閱機(jī)制的幾個(gè)核心命令及其用法：
1). SUBSCRIBE channel [channel …] ：該命令用于訂閱一個(gè)或多個(gè)頻道。
2). UNSUBSCRIBE [channel [channel …]]：該命令用于取消訂閱一個(gè)或多個(gè)頻道。
3). PUBLISH channel message：該命令用于向指定頻道發(fā)送消息。
四、結(jié)尾
本文從Redis的持久化機(jī)制、分布式鎖、以及發(fā)布訂閱機(jī)制三方面講解了如何利用Redis的特性，來(lái)構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的緩存系統(tǒng)。通過(guò)相應(yīng)的代碼實(shí)現(xiàn)，也解釋了Redis如何應(yīng)用于實(shí)際開發(fā)中。當(dāng)然，除此之外，Redis還有很多其它有用的特性。希望讀者在掌握了本文介紹的基礎(chǔ)知識(shí)之后，能夠深入研究Redis更多的特性。
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網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：強(qiáng)大的Redis結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)特性的優(yōu)勢(shì)（redis符合數(shù)據(jù)庫(kù)特性）
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