Redis数据库介绍

一、Redis的历史与发展

2008年,意大利的一家创业公司Merzia推出了一款基于MySQL的网站实时统计系统 LLOOGG,然而没过多久该公司的创始人Salvatore Sanfilippo 便开始对MySQL的性能感 到失望,于是他决定亲自为LLOOGG量身定做一个数据库,并于2009年开发完成,这个数据 库就是Redis。不过Salvatore Sanfilippo 并不满足只将Redis 用于LLOOGG 这一款产品,而是 希望让更多的人使用它,于是在同一年Salvatore Sanfilippo将Redis开源发布,并开始和Redis 的另一名主要的代码贡献者Pieter Noordhuis 一起继续着Redis 的开发,直到今天

Salvatore Sanfilippo自己也没有想到,短短的几年时间,Redis就拥有了庞大的用户群体。Hacker News在2012年发布了一份数据库的使用情况调查,结果显示有近12%的公司 在使用Redis。国内如新浪微博、街旁和知乎,国外如GitHub、StackOverflow、Flickr、暴雪 和Instagram,都是Redis的用户。

VMware公司从2010年开始赞助Redis的开发,Salvatore Sanfilippo和Pieter Noordhuis也分 别于同年的3月和5月加入VMware,全职开发Redis。

Redis的代码托管在GitHub上,开发十分活跃 。2015年4月2日,Redis发布了3.0.0的正 式版本

Redis 2.6对Redis 2.4的改进:

Redis 2.6支持Lua脚本、毫秒精度的过期操作、一些二进制位操作

Redis 2.6之前只能接受单个参数的命令(比如RPUSH、LPUSH、SADD等),从Redis 2.6起可以接受多个参数了

二、Redis与其他数据库和软件的对比

image.png

三、Redis的特性

存储结构

  • 有过脚本语言编程经验的读者对字典(或称映射、关联数组)数据结构一定很熟悉,如 代码 dict["key"] = "value"中 dict 是一个字典结构变量,字符串"key "是键名,而"value"是键 值,在字典中我们可以获取或设置键名对应的键值,也可以删除一个键

  • Redis是REmote DIctionary Server(远程字典服务器)的缩写,它以字典结构存储数 据,并允许其他应用通过TCP协议读写字典中的内容。同大多数脚本语言中的字典一样, Redis字典中的键值除了可以是字符串,还可以是其他数据类型。到目前为止 Redis 支持的键 值数据类型如下:

  • 字符串类型

  • 散列类型

  • 列表类型

  • 集合类型

  • 有序集合类型

  • 这种字典形式的存储结构与常见的 MySQL等关系数据库的二维表形式的存储结构有很 大的差异。举个例子,如下所示,我们在程序中使用post变量存储了一篇文章的数据(包括 标题、正文、阅读量和标签):

post["title"] = "Hello World!"
post["content"] = "Blablabla..."
post["views"] = 0
post["tags"] = ["PHP", "Ruby", "Node.js"]
  • 如果使用关系数据库存储,一般会将其中的标题、正文和阅读量存储在一个表中,而将标签 存储在另一个表中,然后使用第三个表连接文章和标签表[5] 。需要查询时还得将3个表进行 连接,不是很直观。而 Redis 字典结构的存储方式和对多种键值数据类型的支持使得开发者 可以将程序中的数据直接映射到 Redis 中,数据在 Redis 中的存储形式和其在程序中的存储 方式非常相近

  • 使用 Redis 的另一个优势是其对不同的数据类型提供了非常方便的操作方 式,如使用集合类型存储文章标签,Redis可以对标签进行如交集、并集这样的集合运算操作

内存存储与持久化

  • Redis 数据库中的所有数据都存储在内存中。由于内存的读写速度远快于硬盘,因此 Redis在性能上对比其他基于硬盘存储的数据库有非常明显的优势,在一台普通的笔记本电脑 上,Redis可以在一秒内读写超过10万个键值。

  • 将数据存储在内存中也有问题,比如程序退出后内存中的数据会丢失。不过Redis提供了 对持久化的支持,即可以将内存中的数据异步写入到硬盘中,同时不影响继续提供服务


功能丰富

  • Redis 虽然是作为数据库开发的,但由于其提供了丰富的功能,越来越多的人将其用作 缓存、队列系统等。Redis可谓是名副其实的多面手。

  • Redis 可以为每个键设置生存时间(Time To Live,TTL),生存时间到期后键会自动被 删除。这一功能配合出色的性能让Redis可以作为缓存系统来使用,而且由于Redis支持持久 化和丰富的数据类型,使其成为了另一个非常流行的缓存系统Memcached的有力竞争者

  • 讨论 关于 Redis 和 Memcached 优劣的讨论一直是一个热门的话题。在性能上 Redis是单 线程模型,而Memcached支持多线程,所以在多核服务器上后者的性能理论上相对更高一 些。然而,前面已经介绍过,Redis的性能已经足够优异,在绝大部分场合下其性能都不会成 为瓶颈,所以在使用时更应该关心的是二者在功能上的区别。随着Redis 3.0 的推出,标志着 Memcached几乎所有功能都成为了Redis的子集。同时,Redis对集群的支持使得Memcached 原有的第三方集群工具不再成为优势。因此,在新项目中使用Redis代替Memcached将会是 非常好的选择

  • 作为缓存系统,Redis 还可以限定数据占用的最大内存空间,在数据达到空间限制后可 以按照一定的规则自动淘汰不需要的键

  • 除此之外,Redis 的列表类型键可以用来实现队列,并且支持阻塞式读取,可以很容易 地实现一个高性能的优先级队列。同时在更高层面上,Redis 还支持“发布/订阅”的消息模 式,可以基于此构建聊天室等系统


简单稳定

  • 即使功能再丰富,如果使用起来太复杂也很难吸引人。Redis 直观的存储结构使得通过 程序与Redis交互十分简单。在Redis中使用命令来读写数据,命令语句之于Redis就相当于 SQL语言之于关系数据库。例如在关系数据库中要获取posts表内id为1的记录的title字段的值 可以使用如下SQL语句实现:

        SELECT title FROM posts WHERE id = 1 LIMIT 1

  • 相对应的,在Redis中要读取键名为post:1的散列类型键的title字段的值,可以使用如下命 令语句实现:

            HGET post:1 title

            其中HGET就是一个命令。Redis提供了100多个命令,听起来很多,但 是常用的却只有十几个,并且每个命令都很容易记忆

四、附加

  • Redis提供了几十种不同编程语言的客户端库,这些库都很好地封装了Redis的命令,使 得在程序中与 Redis 进行交互变得更容易。有些库还提供了可以将编程语言中的数据类型直 接以相应的形式存储到Redis中(如将数组直接以列表类型存入Redis)的简单方法,使用起 来非常方便

  • Redis使用C语言开发,代码量只有3万多行。这降低了用户通过修改Redis源代码来使之 更适合自己项目需要的门槛。对于希望“榨干”数据库性能的开发者而言,这无疑是一个很大 的吸引力

  • Redis 是开源的,所以事实上 Redis 的开发者并不止 Salvatore Sanfilippo 和 Pieter Noordhuis。截至目前,有将近100名开发者为Redis贡献了代码。良好的开发氛围和严谨的版 本发布机制使得 Redis 的稳定版本非常可靠,如此多的公司在项目中使用了 Redis 也可以印 证这一点

  • Redis完整的命令列表可以在:https://redis.io/commands中找到


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