Redis 缓存（redis缓存如何与数据库保持一致）

使用场景#

• Redis 通常用作web应用的内存缓存，和Django，Ruby-on-Rails，Node.js以及Flask框架结合
• Redis在存储新的数据的过程中可以清除陈旧的数据。
• Redis使用Less Recently Used(LRU)策略,可以为每个健设置过期时间
• Redis 存储指标数据用于量化网站的使用情况和用户行为数据
• Redis可用作不同系统之间的通讯层，通过订阅推送消息模型

数据模型#

• 字符串 简单动态字符串,Redis底层使用的一种简单动态字符串的抽象类型。

struct sdshdr {
    in length:  # 记录buf中已使用字节的数量
    int free;   # 记录bug数组中未使用的字节的数量
    char buf[]; # 字节数组保存字符串
}

优点：

• 可以O(1)获取存储的键值的长度
• 杜绝缓冲区溢出
• 减少修改字符串带来的内存重分配次数【【【【【【【
• 列表 列表的底层实现就是一个链表，链表的每个节点保存一个键值。

typedef struct listNode {
    struct listNode *prev;  #前置节点
    struct listNode *next;  #后置节点
    void *value;            #节点的值
} listNode

typedef struct list {
    listNode *head;         #头节点
    listNode *tail;         #尾节点
    unsigned long len;      #节点数量
    void *(*dup)(void *ptr);    #节点复制函数
    void (*free)(void *ptr);    #节点释放函数
    int (*match)(void *ptr, void *key)  #节点值对比函数
}

示例：

127.0.0.1:6379> RPUSH integers 0 1 2 3 4 5 6
(integer) 7
127.0.0.1:6379> LLEN integers
(integer) 7
127.0.0.1:6379> LRANGE integers 0 10
1) "0"
2) "1"
3) "2"
4) "3"
5) "4"
6) "5"
7) "6"

• 字典 Redis的字典使用哈希表作为底层实现，一个哈希表里可以有多个哈希表节点，每个哈希表节点就保存了字典中的 一个键值对。

typedef struct dictht {
    dictEntry **table;      #哈希表数组
    unsigned long size;     #哈希表大小
    unsigned long sizemask; #哈希表大小掩码
    unsigned long used;     #该哈希表已有节点的数量
}dictht

typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_tu64;
        int64_ts64;
    } v;
    struct dictEntry next;
}dictEntry

typedef struct dict {
    dictType * type;    # 类型特定函数
    void *privatedata;  # 私有数据
    dictht ht[2];       # 哈希表
    int rehashidx;      #rehash 索引
}

当有一个新的键值对添加到字典中时，字典会对键进行哈希，得到哈希值后在和掩码进行与运算得到最终的哈希值 当有两个以上的键被分配到同一个哈希表数组的同一个索引上时，此时会产生键冲突。一般解决冲突有两种方法， 一种是Rehash，一种是链地址法。

• 链地址法: 每个哈希表都有一个next指针，多个哈希表节点可以用next指针构成一个单向链表，被分配到同一个 索引上的多个节点可以用这个单向链表连接起来
• Rehash： 随着哈希表中键值对增多和减少，为了使负载因子维持在一个合理的范围，需要对哈希表进行Rehash - 扩展，申请ht[1]的大小为大于ht[0].used*2的第一个2的次方的数，收缩，ht[1]为ht[0].used的第一个2的N次方的数。 - 执行rehash将ht[0]中的数值映射到ht[1]上 - 将ht[1]设置为ht[0],ht[1]新建一个空白哈希表
• 跳跃表 跳跃表是一种有序数据结构，它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而达到快速访问节点的目.Redis使用跳跃表来实现有序集合键，和集群节点中的内部数据结构. redis使用的是zskiplist结构

zskiplist包含以下属性: header: 指向跳跃表的表头节点 tail: 指向跳跃表的表尾节点 level: 记录目前跳跃表内，层数最大的那个节点的层数 length： 记录跳跃表的长度即跳跃表目前包含的节点的数量

typedef struct zskiplistNode {
  
  struct zskiplistLevel {
    struct zskiplistNode *forward;
    unsigned int span;
  } level[];

  struct zskiplistNode *backward;
  double score;
  robj *obj

} zskiplistNode

typedef struct zskiplist{
    structz skiplistNode *header, *tail;

    unsigned long length;

    int level;

} zskiplist;

常用命令#

在设计Redis存储结构的时候，主要要考虑键和数据结构两方面 如果使用SET或者GETSET命令去更新键值, 键值的过期时间会被清除

127.0.0.1:6379> EXPIRE tea/1/box1/bag/8 300
(integer) 1
127.0.0.1:6379> TTL tea/1/box1/bag/8
(integer) 260
127.0.0.1:6379> SET tea/1/box1/bag/8 brew
OK
127.0.0.1:6379> TTL tea/1/box1/bag/8
(integer) -1