如何用Redis缓存改善数据库查询性能

因为Redis具有在数据存储中快速读写数据的能力，所以它比关系型数据库更具有性能优势。但是，关键值数据存储是简单的;它们没有一个类似于

SQL的查询语言或者结构化的数据模型。相反，它们有一个把键值作为与数值相关的标识符来使用的简单字典或哈希模式。管理员使用这些键来进行数值的存储和

检索。

键值存储是简单快速的，它可用于实现丰富数据模型和关系型数据库查询功能的良好匹配。但是，有时候还是使用键值与关系型数据库的组合为好。此外，还有很多商业支持的键值数据库，包括Redis、Riak和Areospike等。

为了运行一个优化热门查询性能的Redis缓存，首先应确定你希望缓存的查询结果。其中，应重点关注最常用的和最耗时的查询，然后确定应缓冲查询中的数据。为简便起见，缓存查询返回的所有列值。

为键值定义一个命名约定;可以使用行主键和列名的组合来构造密钥。例如，其主键ID为 198278的 产品描述可以‘198278:descry’的键值进行存储。确保你的命名规则是简单和规则驱动的，以便于使用最少的代码来实现键的程序化创建。

接下来，确定是运行Redis缓存作为自助管理服务还是运行亚马逊的ElastiCache。运行用户自己的Redis实例将赋予管理人员对缓存的完全控制权。而这一控制权意味着灵活性，例如当有超出容量的情况出现时，管理人员有使用现有保留实例的权力。

此外，当用户想要把应用程序从一家云计算供应商迁移至另一家时，他们会发现完整的管理控制权限是非常有用的。

如果用户选择运行一个自助管理的Redis实例，可下载服务器。Redis的客户端支持30种以上编程语言——从Java和Python到Prolog和Smalltalk。

已经使用AWS环境的企业可能会想要使用ElastiCache。除了诸如托管打补丁这样的优点之外，亚马逊ElastiCache支持一系列高速

缓存优化的节点类型，具体包括从中型到2X的m3节点、从大型到8X的r3节点以及从微型到中型的t2节点。ElastiCache还支持一些上一代的节

点类型，例如选择m1、m2、t1和c1节点。

ElastiCache还支持多个可用区。如果有一个节点发生故障，一个读 *** 作复制节点将取代故障节点。任何需要确保应用程序运行的DNS变更都是

自动完成的，同时会创建一个新的读 *** 作副本。ElastiCache允许基于单位时间使用率的按需定价模式，以及一年期或三年期预付费的节点使用条款。完

整定价清单可以在这里找到。

如果使用Redis缓存和亚马逊ElastiCache，那么就可以从AWS管理控制台启动一个集群。除了设置Redis服务外，还需要修改应用程

序代码以便于能够使用缓存。一个常用的模式就是，检查缓存中是否存在有一个键值，如果没有就执行一个SQL查询以检索数据，然后将其存储在缓存中。当缓冲

存满时，可以配置Redis删除旧数据，这样就不需要用户使用专门的代码来处理缓存存满的情况了。

redis和mysql的区别非常大

具体如下：mysql中一个中小型的网络数据库，比oracle和sqlserver小，但是并发能力远超过acess这样的桌面数据库

redis是一个支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库

可以认为redis比mysql简化很多

mysql支持集群

现在大量的软件使用redis作为mysql在本地的数据库缓存，然后再适当的时候和mysql同步

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Redis

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骑行天下_徐鑫

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redis和MongoDB比较 转载

2019-07-02 22:00:52

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Redis技术陷阱

Redis 基于内存，也可以基于磁盘持久化NoSql数据库，使用 c语言编写，常用端口6379

Redis对内存依赖性很强的NoSql数据库，在内存足够的情况下性能出色，但是一般情况下，服务器内存并没有那么多。

一般情况下，Redis会索取大量服务器内存进行存储数据，以达到快速读取查询的效果。当对Redis插入数据后，redis会异步将数据dump到硬盘中，

比如服务器内存是20G，Redi会fork一个进程，并且会占用同样的大小内存，他需要的内存空间瞬间变为20+20=40G，这是内存超过了物理内存的限制，马上会启动虚拟内存，虽然服务器会有虚拟内存，但是那是服务器的虚拟内存，并不是redis自己的虚拟内存。

Linux虚拟内存page很大，IO剧增，dump速度非常慢，整个服务器的性能降到冰点，服务请求会堵塞，严重到服务器崩溃。

对于单台机子，最好是降低redis虚拟内存设置，page可以根据配置进行修改，这个虚拟内存比Linux虚拟内存好多，因为page小很多。

如果Redis既要读又要写，那么最好不要用redis占用大半的内存。

可以设置它的虚拟内存到8G,但是要根据key值大小去衡量，因为key必须在内存中，这样一来就算是启用了虚拟内存，redis占用的实际内存也会超出设想。

官方建议对key小，value很大的数据设置虚拟内存。

另外master/slave不是很成熟，目前只支持主从，Redis在master是非阻塞模式，也就是说在slave执行数据同步的时候，master是可以接受客户端的请求的，并不影响同步数据的一致性，然而在slave端是阻塞模式的，slave在同步master数据时，并不能响应客户端的查询。

可以根据master/slave 的特点，master不dump,只负责写数据，让slaver去dump

Redis如何持久化：持久化就是将内存中的数据写入到硬盘中。

（1）：RDB：是将数据写入到临时文件（dumprdb）,持久化之后用这个临时文件替换上次持久化文件，达到数据恢复的目的。RDB是间隔异地短时间进行持久化，如果持久化之间redis发生故障，会发生数据丢失，所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候，默认开启。

（2）：Redis内存淘汰策略：指的是用户存储的一些键可以被redis主动从实例中删除，从而产生miss的情况，内存淘汰是为了更好地使用内存，用一定的缓存miss来换取内存的使用率。① noeviction:默认策略，不删除任意数据，但是内存不够时，会直接返回错误

② Allkeys-lru:从数据集中(包括设置过期时间和未设置过期时间的数据集)，优先移除最近未使用的key

③ Volatile-lru:在设置了过期时间的数据集中，优先移除最近未使用的key

④ Allkeys-random:从数据集中(包括设置过期时间和未设置过期时间的数据集)，随机移除某个key

⑤ Volatile-random:在设置了过期时间的数据集中，随机移除某个key

Volatile-ttl:在设置了过期时间的数据集中，具有更早过期时间的key优先移除。

Redis有些数据类型：String Hash List Sets ZSets(存放多个值，不可有重复，有顺序，不同的是每个元素都会关联Double类型的分数，redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大排序)，

Redis使用场景：

缓存热数据使用，热数据就是在项目中经常会被查询，但不经常会被修改和删除的数据。

计数器，诸如统计点击数等应用。

队列

位 *** 作（大数据处理），比如统计QQ用户在线。

最新列表

排行榜，使用zadd添加有序集合

Linux虚拟内存：

为了运行比实际物理内存容量还要大的程序，包括Linux在内的所有现代 *** 作系统几乎毫无里外都采用了虚拟内存技术。虚拟内存技术，可让系统看上去具有比实际意义内存大得多的内存空间，并为实现多道程序的执行创造条件。

虚拟内存概念：总所周知，为了对内存中的存储单元进行识别，内存中的每一个存储单元都必须有一个确切的地址。而一台计算机的处理器能访问多大的内存空间就取决于处理器的程序计数器，该计数器字长越长，能访问的空间越大。

例如对于程序计数器位数为32位的处理器来说，他的地址发生器所能发出的地址数目2^32=4G个，于是这个处理器所能访问的最大内存空间就是4G。载计算机技术中，这个值就是处理器的寻址空间或寻址能力。

MongoDB

文档结构的存储方式。能够快捷获取数据

支持GridFS 支持大容量存储，海量数据存储

海量数据下，性能优越

动态查询

全索引支持，拓展到内部对象和内嵌数组

查询记录分析

快速，就地更新

高效存储二进制大对象

复制和支持自动恢复故障

内置Auto-Sharding 自动分片支持云级别拓展性。分片简单

MapReduce 支持复杂聚合

缺点：不支持事务 *** 作，占用硬盘空间大，没有Mysql成熟的维护工具，无法进行关联表查询，不适用于关系多的数据，复杂句和 *** 作通过mapreduce创建，速度慢，模式自由，自由灵活的文件存储格式带来的数据错误，MongoDB在你删除记录后不会在文件系统回收空间，除非删掉数据库，但是空间没有浪费。

分布式文件存储数据库，介于NoSql和关系型数据库之间的一款产品，基于C++编写，具有查询语言、索引、key-value存储结构，MongoDB存储数据是以BSON类型（二进制json）。

Redis(读写快) ---àMongoDB （数据量大、查询统计、缺乏事务支持）àOracle（数据量大、查询统计方便、事务强）

MongoDB适用于表单数据 *** 作、完整性要求不高的系统使用，高性能、易部署、易使用，存储数据非常方便。MongoDB ：库->集合 JSON对象记录

区别联系：

（1）：性能方面：Redis大于MongoDB、MongoDB支持丰富的数据表达，索引，最类似于关系型数据库，支持查询的语言非常丰富，redis数据结构方面更加丰富，可以存储List/set/Hash/sort Set等集合。

（2）：内存空间和数据量大小： MongoDB适合大量数据存储

（3）：数据一致性 Redis事务支持比较弱，MongoDB不支持事务

(4):Redis用在数据量较小的 *** 作和运算上，Mongodb主要解决海量数据访问效率问题。

（5）MemCachd 不支持数据持久化，断电或者重启后数据消失，但其稳定性是有保证的，redis支持数据持久化和数据恢复，允许单点故障

1Memcached单个key-value大小有限，一个value最大只支持1MB，而Redis最大支持512MB

2Memcached只是个内存缓存，对可靠性无要求；而Redis更倾向于内存数据库，因此对对可靠性方面要求比较高

3从本质上讲，Memcached只是一个单一key-value内存Cache；而Redis则是一个数据结构内存数据库，支持五种数据类型，因此Redis除单纯缓存作用外，还可以处理一些简单的逻辑运算，Redis不仅可以缓存，而且还可以作为数据库用

4新版本（30）的Redis是指集群分布式，也就是说集群本身均衡客户端请求，各个节点可以交流，可拓展行、可维护性更强大。

关于其原因，在官方的FAQ中，提到有如下几个方面：

1、空间的预分配：为避免形成过多的硬盘碎片，mongodb每次空间不足时都会申请生成一大块的硬盘空间，而且申请的量从64M、128M、256M那 样的指数递增，直到2G为单个文件的最大体积。随着数据量的增加，你可以在其数据目录里看到这些整块生成容量不断递增的文件。

2、字段名所占用的空间：为了保持每个记录内的结构信息用于查询，mongodb需要把每个字段的key-value都以BSON的形式存储，如果 value域相对于key域并不大，比如存放数值型的数据，则数据的overhead是最大的。一种减少空间占用的方法是把字段名尽量取短一些，这样占用 空间就小了，但这就要求在易读性与空间占用上作为权衡了。

3、删除记录不释放空间：这很容易理解，为避免记录删除后的数据的大规模挪动，原记录空间不删除，只标记“已删除”即可，以后还可以重复利用。

4、可以定期运行dbrepairDatabase()来整理记录，但这个过程会比较缓慢

MongoDB没有如MySQL那样成熟的维护工具，这对于开发和IT运营都是个值得注意的地方。

1什么是Redis一款内存高速缓存数据库(全称远程数据服务)；使用C语言编写Redis是一个key-value存储系统，它支持丰富的数据类型，如：string、list、set、zset(sortedset)、hash等2Redis特点Redis以内存作为数据存储介质，所以读写数据的效率极高，远远超过数据库。以设置和获取一个256字节字符串为例，它的读取速度可高达110000次/s，写速度高达81000次/s。储存在Redis中的数据是持久化的，断电或重启后，数据也不会丢失。-----Redis的存储分为内存存储、磁盘存储和log文件三部分，重启后，Redis可以从磁盘重新将数据加载到内存中。（实现持久化）3Redis应用场景，它能做什么在服务器中常用来存储一些需要频繁调取的数据，这样可以大大节省系统直接读取磁盘来获得数据的I/O开销，更重要的是可以极大提升速度。（拿大型网站来举个例子，比如a网站首页一天有100万人访问，其中有一个板块为推荐新闻。要是直接从数据库查询，那么一天就要多消耗100万次数据库请求。上面已经说过，Redis支持丰富的数据类型，所以这完全可以用Redis来完成，将这种热点数据存到Redis（内存）中，要用的时候，直接从内存取，极大的提高了速度和节约了服务器的开销。）使用Redis有哪些好处？(1)速度快，因为数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和 *** 作的时间复杂度都是O(1)(2)支持丰富数据类型，支持string，list，set，sortedset，hash(3)支持事务， *** 作都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行(4)丰富的特性：可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后将会自动删除redis相比memcached有哪些优势？(1)memcached所有的值均是简单的字符串，redis作为其替代者，支持更为丰富的数据类型(2)redis的速度比memcached快很多(3)redis可以持久化其数据redis常见性能问题和解决方案：(1)Master最好不要做任何持久化工作，如RDB内存快照和AOF日志文件(2)如果数据比较重要，某个Slave开启AOF备份数据，策略设置为每秒同步一次(3)为了主从复制的速度和连接的稳定性，Master和Slave最好在同一个局域网内(4)尽量避免在压力很大的主库上增加从库(5)主从复制不要用图状结构，用单向链表结构更为稳定4redis和mysql的区别总结（1）类型上从类型上来说，mysql是关系型数据库，redis是缓存数据库（2）作用上mysql用于持久化的存储数据到硬盘，功能强大，但是速度较慢redis用于存储使用较为频繁的数据到缓存中，读取速度快（3）需求上mysql和redis因为需求的不同，一般都是配合使用。5redis和mysql要根据具体业务场景去选型redis和mysql要根据具体业务场景去选型mysql：数据放在磁盘redis：数据放在内存mysql支持sql查询，可以实现一些关联的查询以及统计；redis对内存要求比较高，在有限的条件下不能把所有数据都放在redis；mysql偏向于存数据，redis偏向于快速取数据，但redis查询复杂的表关系时不如mysql，所以可以把热门的数据放redis，mysql存基本数据

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