Redis adalah sistem penyimpanan struktur data memori, terutamanya digunakan sebagai pangkalan data, cache dan broker mesej. Ciri-ciri terasnya termasuk model tunggal, multiplexing I/O, mekanisme ketekunan, replikasi dan fungsi clustering. Redis biasanya digunakan dalam aplikasi praktikal untuk caching, penyimpanan sesi, dan beratur mesej. Ia dapat meningkatkan prestasinya dengan memilih struktur data yang betul, menggunakan saluran paip dan urus niaga, dan pemantauan dan penalaan.

Pengenalan

Redis, sistem penyimpanan struktur data dalam memori ini, mungkin biasa dengannya, tetapi adakah anda benar-benar memahami seni bina dan tujuannya? Artikel ini akan membawa anda untuk meneroka falsafah reka bentuk Redis dan senario aplikasi praktikal secara mendalam, membantu anda bukan sahaja menguasai penggunaan asas Redis, tetapi juga memahami intipati pemprosesan data berprestasi tinggi.

Selepas membaca artikel ini, anda akan dapat memahami seni bina teras Redis, menguasai kaedah aplikasi dalam projek sebenar, dan dapat memilih struktur data Redis yang paling sesuai mengikut keperluan khusus.

Asas Redis

Redis, Nama Penuh Jauh Kamus Server, adalah sistem penyimpanan struktur data memori sumber terbuka. Ia boleh digunakan sebagai pangkalan data, cache, dan broker mesej. Redis menyokong pelbagai struktur data, seperti rentetan, jadual hash, senarai, koleksi dan koleksi yang diperintahkan. Struktur data ini membolehkan Redis menunjukkan kemahirannya dalam pelbagai senario aplikasi.

Ciri teras Redis adalah kelajuan cepatnya, iaitu kerana ia menyimpan data dalam ingatan. Model tunggal dan teknologi multiplexing I/O membolehkan Redis berfungsi dengan baik apabila mengendalikan permintaan serentak yang tinggi.

Analisis Senibina Redis

Model tunggal dan multiplexing I/O

Model tunggal-threaded Redis adalah salah satu teras seni bina. Threading tunggal bermakna bahawa semua arahan redis diproses oleh satu benang, yang boleh mengelakkan persaingan di kalangan pelbagai benang dan kerumitan kunci. Walau bagaimanapun, threading tunggal tidak bermakna bahawa Redis mempunyai prestasi yang buruk. Sebaliknya, Redis menggunakan teknologi multiplexing I/O untuk mencapai komunikasi rangkaian yang cekap.

I/O Multiplexing membolehkan Redis mengendalikan pelbagai sambungan klien dalam satu benang. Redis menggunakan mekanisme multiplexing I/O yang disediakan oleh sistem operasi seperti Epoll dan Kqueue untuk mendengar peristiwa I/O pelbagai deskriptor fail. Apabila peristiwa berlaku, Redis akan melakukan operasi yang sepadan mengikut jenis acara. Kaedah ini membolehkan Redis mengendalikan sejumlah besar sambungan serentak di bawah satu benang, mencapai pemprosesan data yang cekap.

 // Redis I/O Multiplexing Contoh Int AecreatefileEvent (Aeeventloop *eventLoop, int fd, int mask,
        aefileproc *proc, void *clientdata)
{
    jika (fd> = eventloop-> setSize) {
        errno = erange;
        kembali AE_ERR;
    }
    aefileEvent *fe = & eventloop-> events [fd];

    jika (aeaapiadDevent (eventLoop, fd, mask) == -1)
        kembali AE_ERR;
    Fe-> Mask | = Mask;
    jika (topeng & ae_readable) fe-> rfileProc = proc;
    jika (topeng & ae_wrtable) fe-> wfileProc = proc;
    fe-> clientData = clientData;
    jika (fd> eventloop-> maxfd)
        eventloop-> maxfd = fd;
    kembali AE_OK;
}

Mekanisme kegigihan

Redis menyediakan dua mekanisme kegigihan: RDB dan AOF. RDB menjimatkan data ke cakera melalui snapshot, sementara AOF merekodkan semua operasi menulis untuk mencapai kegigihan data.

Kelebihan gambar RDB adalah bahawa mereka adalah pemulihan yang cepat dan sesuai untuk sandaran sejuk, tetapi kelemahan mereka adalah bahawa mereka mungkin kehilangan data baru -baru ini. AOF merekodkan semua operasi menulis, data lebih lengkap, tetapi kelajuan pemulihan agak lambat. Redis juga menyokong fungsi penulisan semula AOF, yang boleh memampatkan saiz fail AOF tanpa menjejaskan perkhidmatan.

 // rdb snapshot contoh int rdbsave (char *filename) {
    dictiterator *di = null;
    Dicentry *de;
    int j;
    Fail *fp;
    char tmpfile [256];
    lama sekarang = mstime ();

    snprintf (tmpFile, 256, "temp-%d.rdb", (int) getPid ());
    fp = fopen (tmpfile, "w");
    jika (! fp) {
        redislog (redis_warning, "gagal pembukaan .rdb untuk menyimpan: %s",
            strerror (errno));
        kembali redis_err;
    }

    jika (rdbsaverio (fp, 0, rdb_save_none) == redis_err) {
        fclose (fp);
        unlink (tmpfile);
        kembali redis_err;
    }

    fclose (fp);
    jika (nama semula (tmpfile, nama fail) == -1) {
        redislog (redis_warning, "Ralat bergerak temp db pada destinasi akhir: %s", strrror (errno));
        unlink (tmpfile);
        kembali redis_err;
    }

    redislog (redis_notice, "db disimpan pada cakera");
    server.dirty = 0;
    server.lastsave = sekarang;
    kembali redis_ok;
}

Replikasi dan clustering

Ciri replikasi Redis membolehkan satu contoh Redis (Perpustakaan Slave) untuk menyalin data dari contoh Redis yang lain (Perpustakaan Utama). Mekanisme ini bukan sahaja dapat melaksanakan sandaran data yang berlebihan, tetapi juga meningkatkan prestasi operasi baca, kerana perpustakaan hamba dapat berkongsi permintaan bacaan perpustakaan utama.

Kluster Redis terus memperluaskan skalabilitas Redis. Dengan menyimpan shard data dalam pelbagai keadaan Redis, kelompok Redis boleh mengendalikan set data yang lebih besar dan permintaan serentak yang lebih tinggi. Reka bentuk Redis Cluster membolehkan setiap nod mengendalikan permintaan secara bebas, meningkatkan ketersediaan dan prestasi sistem.

 // Redis Copy Contoh tidak sah ReplikasiFeedSlaves (Senarai *Hamba, Int Dict, Robj ** Argv, Int Argc) {
    listNode *ln;
    penyenaraian li;
    Redisclient *hamba;
    int j, permulaan, akhir;

    Listrewind (budak, & li);
    sementara ((ln = listNext (& li))) {
        hamba = ln-> nilai;
        jika (hamba-> replstate == redis_repl_wait_bgsave_start) teruskan;

        /* Hantar arahan multi menandakan permulaan urus niaga. */
        jika (hamba-> bendera & redis_pre_psync) {
            AddReplyMultiBulklen (Slave, Argc);
            untuk (j = 0; j <argc; j) {
                addReplyBulk (hamba, argv [j]);
            }
        } else {
            start = (hamba-> bendera & redis_pre_psync)? 0: 1;
            akhir = (hamba-> bendera & redis_pre_psync)? Argc: Argc-1;
            addReplyMultiBulklen (hamba, akhir permulaan);
            untuk (j = start; j <end; j) {
                addReplyBulk (hamba, argv [j]);
            }
        }
    }
}

Aplikasi praktikal redis

Redis mempunyai pelbagai senario aplikasi dalam projek sebenar. Berikut adalah beberapa kegunaan biasa:

cache

Salah satu kegunaan Redis yang paling biasa adalah sebagai lapisan cache. Dengan menyimpan data hotspot di Redis, kelajuan tindak balas aplikasi anda dapat bertambah baik. Strategi Penghapusan LRU Redis dan mekanisme tamat tempoh menjadikannya sangat sesuai untuk caching.

 # Contoh Menggunakan Redis sebagai Cache Import Redis

# Sambung ke Redis Server R = Redis.Redis (Host = 'Localhost', port = 6379, db = 0)

# Tetapkan Cache R.Set ('Pengguna: 1', 'John Doe')

# Dapatkan pengguna cache = r.get ('Pengguna: 1')
cetak (user.decode ('UTF-8')) # Output: John Doe

Penyimpanan Sesi

Redis boleh digunakan untuk menyimpan data sesi pengguna, terutamanya dalam sistem yang diedarkan. Dengan menyimpan data sesi di REDIS, perkongsian sesi sesi boleh direalisasikan, meningkatkan skalabilitas sistem.

 # Contoh Menggunakan Redis untuk Menyimpan Data Sesi Import Redis
Import JSON

# Sambung ke Redis Server R = Redis.Redis (Host = 'Localhost', port = 6379, db = 0)

# Tetapkan sesi data session_data = {'user_id': 1, 'nama pengguna': 'John Doe'}
r.set ('Sesi: 12345', json.dumps (session_data))

# Dapatkan sesi sesi sesi = r.get ('Sesi: 12345')
Sekiranya Sesi:
    session_data = json.loads (session.decode ('utf-8'))
    cetak (session_data) # output: {'user_id': 1, 'username': 'John Doe'}

Giliran mesej

Struktur data senarai Redis boleh digunakan untuk melaksanakan beratur mesej mudah. Model pengeluar dan pengguna boleh dilaksanakan melalui arahan LPUSH dan RPOP.

 # Contoh Menggunakan Redis untuk Melaksanakan Redis Import Beratur Mesej

# Sambung ke Redis Server R = Redis.Redis (Host = 'Localhost', port = 6379, db = 0)

# Pengeluar R.LPUSH ('Baris', 'Mesej1')
r.lpush ('giliran', 'mesej2')

# Mesej Pengguna = R.RPOP ('Baris')
cetak (mesej.decode ('UTF-8')) # Output: Mesej2

Pengoptimuman prestasi dan amalan terbaik

Terdapat beberapa pengoptimuman prestasi dan amalan terbaik yang perlu diperhatikan semasa menggunakan Redis:

Pilih struktur data yang betul

Redis menyediakan pelbagai struktur data, yang masing -masing mempunyai senario yang berkenaan. Memilih struktur data yang betul dapat meningkatkan prestasi redis. Sebagai contoh, gunakan set yang diperintahkan untuk melaksanakan kedudukan, gunakan jadual hash untuk menyimpan objek, dll.

 # Contoh kedudukan menggunakan koleksi yang diperintahkan mengimport redis

# Sambung ke Redis Server R = Redis.Redis (Host = 'Localhost', port = 6379, db = 0)

# Tambah Skor Pengguna R.Zadd ('Leaderboard', {'User1': 100, 'User2': 200, 'User3': 150})

# Dapatkan tiga teratas dalam senarai ranking top_three = r.zrevrange ('Leaderboard', 0, 2, withscores = true)
Untuk pengguna, skor di TOP_REE:
    cetak (f '{user.decode ("utf-8")}: {score}')

Saluran paip dan urus niaga

Keupayaan saluran dan urus niaga Redis dapat meningkatkan prestasi operasi batch. Pipeline membolehkan pelanggan membungkus pelbagai arahan ke Redis, mengurangkan overhead rangkaian. Urus niaga memastikan atomik satu set arahan.

 # Contoh Menggunakan Redis Pipeline Import Redis

# Sambung ke Redis Server R = Redis.Redis (Host = 'Localhost', port = 6379, db = 0)

# Gunakan paip = r.pipeline ()
paip.set ('key1', 'value1')
paip.set ('key2', 'value2')
pipe.execute ()

Pemantauan dan penalaan

Gunakan alat pemantauan Redis, seperti Redis Insight atau arahan monitor Redis CLI, anda boleh memantau status Redis dalam masa nyata. Dengan menganalisis log pertanyaan perlahan dan penggunaan memori, kesesakan prestasi boleh didapati dan ditala.

 # Monitor Redis menggunakan arahan monitor Redis CLI
Monitor Redis-CLI

Meringkaskan

Reka bentuk seni bina Redis dan senario aplikasi yang pelbagai menjadikannya sangat diperlukan dalam pembangunan aplikasi moden. Dengan sangat memahami konsep teras Redis seperti model tunggal, multiplexing I/O, mekanisme kegigihan, replikasi dan clustering, anda boleh menggunakan REDI dengan lebih baik untuk meningkatkan prestasi dan skalabilitas aplikasi anda.

Dalam aplikasi praktikal, memilih struktur data yang betul, menggunakan saluran paip dan urus niaga, dan pemantauan dan penalaan adalah kunci untuk meningkatkan prestasi REDIS. Saya harap artikel ini dapat membantu anda memahami dan memohon Redis, dan saya berharap perjalanan yang lancar di Redis!

Atas ialah kandungan terperinci Redis: Memahami seni bina dan tujuannya. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!