redis資料庫設計

A. 細說分布式redis

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細說分布式Redis架構設計和踩過的那些坑

作者:課課家教育2015-12-14 10:15:25

摘要：本文章主要分成五個步驟內容講解
Redis、RedisCluster和Codis;
我們更愛一致性;
Codis在生產環境中的使用的經驗和坑們;
對於分布式資料庫和分布式架構的一些看法;
Q & A環節。
Codis是一個分布式Redis解決方案，與官方的純P2P的模式不同，Codis採用的是Proxy-based的方案。今天我們介紹一下Codis及下一個大版本RebornDB的設計，同時會介紹一些Codis在實際應用場景中的tips。最後拋磚引玉，會介紹一下我對分布式存儲的一些觀點和看法，望各位首席們雅正。

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一、 Redis，RedisCluster和Codis
Redis：想必大家的架構中，Redis已經是一個必不可少的部件，豐富的數據結構和超高的性能以及簡單的協議，讓Redis能夠很好的作為資料庫的上游緩存層。但是我們會比較擔心Redis的單點問題，單點Redis容量大小總受限於內存，在業務對性能要求比較高的情況下，理想情況下我們希望所有的數據都能在內存裡面，不要打到資料庫上，所以很自然的就會尋求其他方案。 比如，SSD將內存換成了磁碟，以換取更大的容量。更自然的想法是將Redis變成一個可以水平擴展的分布式緩存服務，在Codis之前，業界只有Twemproxy，但是Twemproxy本身是一個靜態的分布式Redis方案，進行擴容/縮容時候對運維要求非常高，而且很難做到平滑的擴縮容。Codis的目標其實就是盡量兼容Twemproxy的基礎上，加上數據遷移的功能以實現擴容和縮容，最終替換Twemproxy。從豌豆莢最後上線的結果來看，最後完全替換了Twem，大概2T左右的內存集群。
Redis Cluster ：與Codis同期發布正式版的官方cl

B. 硬核剖析Redis單線程為什麼那麼快

Redis在單線程模式下之所以展現出卓越的性能，主要歸因於以下幾個關鍵因素：

1. 內存資料庫設計 Redis作為內存資料庫，所有數據存儲和讀取操作均在內存中完成，內存訪問速度遠快於磁碟訪問，因此操作速度極為快速。

2. 高性能IO多路復用機制 Redis採用高性能的IO多路復用機制，允許一個線程同時監聽多個套接字上的連接請求或數據請求，從而實現並發處理多個客戶端請求，大大提高了並發性。

3. 單線程模型降低系統開銷 單線程設計避免了多線程模型中的線程上下文切換和訪問共享資源的開銷，這些開銷在多線程模型中可能會因為並發訪問控制而增加，導致系統吞吐率增長遲緩甚至下降。

4. 數據結構優化 Redis內部採用了多種高效的數據結構，這些數據結構在存儲和讀取數據時能夠保持極低的時間復雜度，確保了數據操作的高速度。

5. Redis 6.0的多線程處理 值得注意的是，雖然Redis 6.0版本引入了多線程以充分利用伺服器的多核資源並分攤IO讀寫負荷，但執行命令仍然是由單線程順序執行的。網路數據讀寫採用了多線程處理，但這些IO線程不會同時讀寫，以確保性能優化的同時保持系統穩定性。

綜上所述，Redis通過內存資料庫設計、高性能IO多路復用機制、單線程模式的合理應用以及數據結構的優化，實現了在單線程環境下的高性能表現。