redis的四大特性和原理

一、redis的过期

A.应用场景

cookie自动过期，限时优惠价格，限制每分钟的访问次数

B.实现方式

setex(String key, int seconds, String value)

expire key time #秒

pexpire key time #毫秒

expireat key time #秒

pexpireat key time #毫秒

C.实现原理

定时清理

设置key过期时间的时候，就创建一个定时器，不断循环，时间一到就删除掉这个key。

优点：过期key马上被删除，内存使用率最高。

缺点：如果有一万个key设置了过期时间，就需要一万个定时器，不断循环，这会造成cpu性能的严重损耗。

懒汉式清理

在取key的时候，先判断key是否有过期，如果过期，就删除。

优点：过期key，只有在被使用时才被删除，对cpu的占用是最少的。

缺点：如果一个key过期之后，很长时间都没有被使用过，那这个key会一直占用内存空间，一直不释放。

定期清理+懒汉式清理

redis采用的是这种方式。经过前面两种策略可以很清楚的看到。定时清理和懒汉式清理，都不能达到一个最好的效果。

那现在有第三种，就是隔一段时间进行一次清理，清除掉过期的 key。比如一分钟或者是十分钟清理一次。

同时使用懒汉式清理，每次获取key的时候能判断一下，是否过期，是否需要清理。

二、redis的发布订阅

A.应用场景

订阅新闻频道（体育，军事等），关注大V，关注好友，系统消息广播。

B.实现方式

PUBLISH channel message #发布消息
SUBSCRIBE channel [channel ...] #订阅一个或多个频道
PSUBSCRIBE channel #订阅一组匹配的频道

C.实现原理

pubsub_channels存放频道信息，pubsub_patterns存放客户端信息。通过类似观察者模式，新的消息发送给每个订阅者。

三、redis的事务

redis事务和mysql对比

redis	mysql
multi	begin
exec	commit
discard	rollback
watch	lock

A.应用场景

秒杀商品的数量，抢票

B.实现方式

watch multi exec discard

C.实现原理

watch的实现原理：

当一个key被修改后，就会对所有监控该key的客户端，设置dirty标识。

multi和exec的实现原理：

客户端的三种状态

REDIS_MULTI 客户端进入事务状态。

REDIS_DIRTY_EXEC 客户端事务无效状态。命令队列中有发生错误的命令。

REDIS_DIRTY_CAS 客户端事务处于非安全状态。watch的key已经被其他客户端抢先修改了。

事务执行原理：

1.事务执行成功。

第一步：客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ；

第二步：将多条命令加入到命令队列；

第三步：执行exec，依次执行完命令队列中的所有操作命令；

2.第一种事务执行失败REDIS_DIRTY_EXEC。

第一步：客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ；

第二步：将多条命令加入到命令队列，但是命令队列中，存在产生错误的命令；

第三步：错误的操作命令，导致客户端状态变成REDIS_DIRTY_EXEC ，事务执行失败；

3.第二种事务执行失败REDIS_DIRTY_CAS

第一步：客户端设置事务状态为REDIS_MULTI ；

第二步：将多条命令加入到命令队列；

第三步：正在watch的key被其他的客户端，抢先修改，导致客户端状态变成REDIS_DIRTY_CAS ，事务执行失败；

四、redis的pipline

A.应用场景

一个客户端能合并多条命令一起发送时，都推荐使用。例如，取出用户信息，并且取出该用户关注的用户列表。

但是，如果命令过多时（返回时间大于1秒），可以拆分到两个client分别去发送。

B.实现方式

pipline在命令中是没有的，可以通过java客户端（jedis）设置。

Pipeline pipe = jedis.pipelined();

pipe.set

C.实现原理

pipeline通过减少client与redis-server的连接通信的次数，来降低往返延时时间。

如果一次往返的时间是10ms，往返一千次，就是10秒。而通过pipline的方式，往返时间是20ms。

Pipeline 实现的原理是队列，即先进先出。数据的顺序性得到了保证。