Redis — это база данных NoSQL, разработанная на языке C и известная своим высокопроизводительным хранилищем ключей и различными сценариями применения. В этой статье будут подробно представлены основные функциональные особенности, типичные сценарии применения, процесс развития, архитектурный проект, типы данных и рабочие команды Redis, а также объединено это с реальным применением Tencent Cloud Database Redis.

01. Основные функциональные особенности Redis

1. высокая производительность:Redis Хранить данные в памяти,Чрезвычайно высокая скорость чтения и записи,Подходит для сценариев приложений с высокими требованиями к производительности.
2. Устойчивость:Хотя Redis это библиотека данных памяти,Но он поддерживает сохранение данных на диске.,Убедитесь, что данные не потеряны после перезагрузки системы.
3. Несколько типов данных:Redis Поддержка строки、список、собирать、упорядоченныйсобиратьи хэш и т. д.данныетип,Очень гибкий в обработке различных типов данных.
4. Расширенные структуры данных:Redis Он также поддерживает расширенные структуры данных, такие как растровые изображения, HyperLogLog и геопространственные индексы, для удовлетворения потребностей различных сложных сценариев приложений.
5. Многоязычный клиентский интерфейс:Redis Предоставляет клиентские интерфейсы для нескольких языков программирования, включая Python、Java、C#、JavaScript и т. д., что упрощает разработчикам использование его в различных средах программирования. Redis。
6. Высокая доступность и распределенная кластеризация:Redis Поддерживает репликацию «главный-подчиненный» и режим распределенного кластера.,репликация обеспечивает высокую доступность данных,И может удовлетворить потребности в крупномасштабном хранении данных и доступе.

02. Типичные сценарии применения Redis

1. кэш:Redis Обычно используется для кэширования часто используемых данных, ускорения Web Время ответа приложения,Уменьшить нагрузку на библиотеку данных,Улучшите общую производительность системы.
2. Хранилище сеансов:использовать Redis Сохранить данные сеанса,Сервер без сохранения состояния может быть реализован Архитектура,Убедитесь, что пользователи получают доступ к нему на разных устройствах.,Согласованность данных корзины покупок.
3. Публикуйте и подписывайтесь:Redis Шаблон публикации-подписки подходит для построения системы сообщений в реальном времени, например системы push-сообщений в реальном времени.
4. Система рангов:использовать Redis изупорядоченныйсобирать Функция,Может достигать таких сценариев, как рейтинг игр,Сортировать по баллам,Рейтинги обновляются в режиме реального времени.

03. Эволюция Redis

«Постоянство данных, репликация master-slave, дозорные, сегментированные кластеры»… эти концепции составляют стабильную и высокопроизводительную техническую основу Redis, от начального автономного режима до текущего многопоточного режима, архитектуры Redis. развивалась по линии развития четкого контекста.

• Автономный Redis:Подходит для небольших масштабов、Высокопроизводительное хранилище данных.
• Устойчивость:Воляданныесохранить на диск,Убедитесь, что данные не потеряны после перезагрузки сервера.
• Репликация «главный-подчиненный»:проходитьданные Улучшено избыточное резервное копирование и разделение чтения и записи.системадоступность и производительность чтения。
• Дозорная система:Мониторинг состояния экземпляра,Автоматически выполнять аварийное переключение.
• Разделение чтения и записи и сегментированный кластер:Воляданные Распространено на несколько узлов,Решите проблему ограничения емкости памяти одного узла.
• Redis Cluster：Поддерживает автоматическое сегментирование и аварийное переключение.,Управляет крупномасштабными потребностями в хранении данных и доступе.
• Прокси-слой и многопоточность:проходить Распределение запросов и балансировка нагрузки,Улучшение многоядерности CPU производительность включена.

04. Проектирование архитектуры Redis

Архитектурный проект Redis включает в себя следующие ключевые компоненты:

1. Уровень агента:Уровень прокси — это место, где клиент взаимодействует с Redis Средний уровень между кластерами отвечает за маршрутизацию запросов и балансировку нагрузки, а также распределяет запросы по соответствующим Redis на узле.
2. Шардированный кластер:В шардированном кластере,данные распределяются по нескольким главным узлам,Каждый главный узел отвечает за хранение и обработку части данных. Каждый главный узел имеет один или несколько подчиненных узлов для репликации данных.,Обеспечьте высокую доступность данных.
3. Дозорная система:дозорныйсистеманесколькимидозорный Состав узла,Отвечает за мониторинг рабочего состояния кластера Redis. При обнаружении сбоя главного узла,Система Sentinel автоматически выполнит аварийное переключение,Повысьте статус подчиненного узла до нового главного узла.,Обеспечить стабильную работу системы.

Дальнейшее чтение：«Одна статья для понимания» Redis Дорога к эволюции архитектуры》

05. Типы данных Redis и команды операций

Redis поддерживает несколько типов данных. Ниже приведены основные типы данных и команды их работы.

1. нить（Strings）：
   • SET key value：Установите значение ключа。
   • GET key：Получить значение ключа。
   • INCR key：Воля键из值加1。
   • DECR ключ: Уменьшите значение ключа на 1.
2. список（Lists）：
   • Значение ключа LPUSH: добавляет элемент в начало списка.
   • Значение ключа RPUSH: добавить элемент в конец списка.
   • Ключ LLEN: возвращает длину списка.
   • LRANGE key start конец: Получить элементы в указанном диапазоне в списке.
3. собирать（Sets）：
   • Ключевой элемент SADD: добавить элемент для сбора.
   • Ключ SMEMBERS: возвращает все элементы в сборе.
   • Ключевой элемент SREM: удалите элемент в сборе.
   • SCARD ключ: Возвращает количество элементов в сборе.
4. упорядоченныйсобирать（Sorted Sets）：
   • Ключевой элемент ZADD: добавление элементов в упорядоченную сборку.
   • Ключ ZRANGE start end: возвращает элементы в указанном диапазоне в упорядоченной статистике.
   • ZREM key член: Удалить элементы из упорядоченной коллекции.
5. Хэш（Hashes）：
   • Значение поля ключа HSET: установите значение поля в хеш-таблице.
   • Ключевое поле HGET: Получите значение поля в хеш-таблице.
   • HDEL key поле: удалить поле в хеш-таблице.

06. Облачная база данных Tencent Redis

Облачная база данных Tencent Redis (Tencent DB для Redis) — это продукт кэша и базы данных, совместимый с протоколом Redis и обладающий такими функциями, как высокая доступность, высокая надежность и высокая эластичность. Сервис облачной базы данных Redis совместим с протоколами версий Redis 4.0, Redis 5.0 и Redis 6.2. Он предоставляет две формы продукта: стандартную версию и кластерную версию. Он поддерживает максимальную емкость хранилища 4 ТБ и подходит для различных бизнес-сценариев.

6.1 Версия продукта

6.2 Архитектура

• Виртуальный IP с балансировкой нагрузки:Ответственный Воля用户из请求分发到后端из代理层,Обеспечьте сбалансированное распределение запросов.
• Уровень агента:实现请求из路由和连接池Функция,Эффективно распределяйте запросы по соответствующему экземпляру Redis.
• Шардинг:Каждый шард содержит главный узел и несколько подчиненных узлов.,Главный узел отвечает за обработку запросов на запись.,Подчиненный узел отвечает за обработку запросов на чтение и резервное копирование.
• Центр холодного резерва:для храненияданныерезервное копирование,Обеспечивает устойчивость в экстремальных ситуациях.

6.3 Примеры работы облачной базы данных Redis

1. Создание экземпляра:Выберите правильный кластер Архитектура、Спецификации экземпляра、Количество главных и подчиненных узлов、Тип сети и конфигурация группы безопасности.

2. Управление сегментированием: просмотр и управление информацией об узлах экземпляра, включая настройку спецификаций узлов, повышение статуса узлов-реплик до главных узлов и т. д.

3. Резервное копирование и восстановление:Регулярное резервное копированиеданные,Он также поддерживает быстрое клонирование нового экземпляра на основе исходного экземпляра.

4. проходить DMC Авторизоваться Redis：поддерживатьпроходить DMC осуществлять Авторизоваться и управлять, выполнять Redis Командуйте, просматривайте и управляйте Redis данные.

07. Резюме

Redis Являясь высокопроизводительной библиотекой памяти, она обладает множеством функциональных возможностей и широким спектром сценариев применения. понять Redis Процесс эволюции, проектирование архитектуры, типы данных и команды операций в сочетании с облачной базой данных Tencent. Redis практические приложения, разработчики могут лучше использовать Redis Для создания высокопроизводительных прикладных систем с высокой доступностью. Будь то кеш, хранилище сеансов, система обмена сообщениями в реальном времени или система ранжирования, Redis Все они могут оказать мощную поддержку для удовлетворения различных сложных потребностей бизнеса.

-End-

Автор оригинала｜Гань Чжэнъюй