redis数据库设计

A. 细说分布式redis

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细说分布式Redis架构设计和踩过的那些坑

作者:课课家教育2015-12-14 10:15:25

摘要：本文章主要分成五个步骤内容讲解
Redis、RedisCluster和Codis;
我们更爱一致性;
Codis在生产环境中的使用的经验和坑们;
对于分布式数据库和分布式架构的一些看法;
Q & A环节。
Codis是一个分布式Redis解决方案，与官方的纯P2P的模式不同，Codis采用的是Proxy-based的方案。今天我们介绍一下Codis及下一个大版本RebornDB的设计，同时会介绍一些Codis在实际应用场景中的tips。最后抛砖引玉，会介绍一下我对分布式存储的一些观点和看法，望各位首席们雅正。

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一、 Redis，RedisCluster和Codis
Redis：想必大家的架构中，Redis已经是一个必不可少的部件，丰富的数据结构和超高的性能以及简单的协议，让Redis能够很好的作为数据库的上游缓存层。但是我们会比较担心Redis的单点问题，单点Redis容量大小总受限于内存，在业务对性能要求比较高的情况下，理想情况下我们希望所有的数据都能在内存里面，不要打到数据库上，所以很自然的就会寻求其他方案。 比如，SSD将内存换成了磁盘，以换取更大的容量。更自然的想法是将Redis变成一个可以水平扩展的分布式缓存服务，在Codis之前，业界只有Twemproxy，但是Twemproxy本身是一个静态的分布式Redis方案，进行扩容/缩容时候对运维要求非常高，而且很难做到平滑的扩缩容。Codis的目标其实就是尽量兼容Twemproxy的基础上，加上数据迁移的功能以实现扩容和缩容，最终替换Twemproxy。从豌豆荚最后上线的结果来看，最后完全替换了Twem，大概2T左右的内存集群。
Redis Cluster ：与Codis同期发布正式版的官方cl

B. 硬核剖析Redis单线程为什么那么快

Redis在单线程模式下之所以展现出卓越的性能，主要归因于以下几个关键因素：

1. 内存数据库设计 Redis作为内存数据库，所有数据存储和读取操作均在内存中完成，内存访问速度远快于磁盘访问，因此操作速度极为快速。

2. 高性能IO多路复用机制 Redis采用高性能的IO多路复用机制，允许一个线程同时监听多个套接字上的连接请求或数据请求，从而实现并发处理多个客户端请求，大大提高了并发性。

3. 单线程模型降低系统开销 单线程设计避免了多线程模型中的线程上下文切换和访问共享资源的开销，这些开销在多线程模型中可能会因为并发访问控制而增加，导致系统吞吐率增长迟缓甚至下降。

4. 数据结构优化 Redis内部采用了多种高效的数据结构，这些数据结构在存储和读取数据时能够保持极低的时间复杂度，确保了数据操作的高速度。

5. Redis 6.0的多线程处理 值得注意的是，虽然Redis 6.0版本引入了多线程以充分利用服务器的多核资源并分摊IO读写负荷，但执行命令仍然是由单线程顺序执行的。网络数据读写采用了多线程处理，但这些IO线程不会同时读写，以确保性能优化的同时保持系统稳定性。

综上所述，Redis通过内存数据库设计、高性能IO多路复用机制、单线程模式的合理应用以及数据结构的优化，实现了在单线程环境下的高性能表现。