Redis（一）原理与基本使用 redis

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一、Redis的核心概念

概念
Redis就是分布式缓存，也可以理解成进程外的缓存。
如图：
【Redis（一）原理与基本使用】
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二、Redis的应用场景

应用场景
主要是应用在集群系统中。
- 单体项目就没必要用分布式缓存，使用本地缓存就可以；如图：
  
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当客户端发起请求到系统，系统先去到本地缓存查询数据，没有查询到数据则到数据库查询，将查到的数据保存到本地缓存在返回到客户端；当第二次请求到系统，系统先去到本地缓存查询数据，则将缓存中的数据返回到客户端【第一次请求已经将数据保存到本地缓存中】；那他本地缓存的命中率为 50%；

使用本地缓存做分布式会有缓存命中率下降缺陷；如图：

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客户端发起请求到Nginx，Nginx将请求代理到系统1，系统1查看本地缓存没有符合条件的数据，再到数据库获取数据存到本地缓存再返回到客户端；当客户端在一次发起请求到Nginx，Nginx将请求代理到系统2，系统2查看本地缓存没有符合条件的数据，再到数据库获取数据存到本地缓存再返回到客户端，那么发起了两次请求都没有到本地缓存中获取到数据，那它缓存命中率为 0/2=0；缓存命中率下降那就表明整体查询性能下降。

解决缓存命中率的方案
将缓存数据集中到一起，使用Redis分布式缓存，如图：

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三、Redis的项目落地

条件
- Demo项目
- Redis 【在linux中部署】
  - Linux安装
    
    #安装 wget 命令 yum -y install wget #下载 wget http://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz #解压 tar xzf redis-6.2.6.tar.gz #进入解压文件夹 cd redis-6.2.6 #安装 gcc yum install gcc #编译 make #进入解压后的src目录，运行服务 src/redis-server
Demo 项目配置
- 步骤
  1. 安装Redis Nuget包
    
    StackExchange.Redis
  2. 定义一个扩展类
    
    public static IServiceCollection AddRedis(this IServiceCollection serviceCollection) { ConnectionMultiplexer connectionMultiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect("IP:端口"); serviceCollection.AddSingleton(connectionMultiplexer); return serviceCollection; }
  3. StateUp类注册【写了个扩展方法】
    
    services.AddRedis();
  4. Redis 存储和获取
    
    //注入 public readonly ConnectionMultiplexer connectionMultiplexer; public HomeController(ConnectionMultiplexer _connectionMultiplexer) { connectionMultiplexer = _connectionMultiplexer; } // 获取Redis值 obj = connectionMultiplexer.GetDatabase(0).StringGet(Key).ToString(); //存储Redis值Key:Value connectionMultiplexer.GetDatabase(0).StringSet(Key, Value);
  5. Redis 存储集合
    
    //获取Redis是否存在 RedisValue[] redisValues = connectionMultiplexer.GetDatabase(0).SetMembers("list"); //Redis中不存在此数据 if (redisValues.Length == 0) { //数据库中获取 list = demoDbContext.Set().ToList(); List rvList = new List(); foreach (User user in list) { obj = JsonConvert.SerializeObject(user); rvList.Add(obj); } //将数据添加到Redis中 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).SetAdd("list", rvList.ToArray()); }
  6. Redis Hash字典存储
    使用场景：对数据库某个字段做修改或者某个int字段数据加一
    
    //获取HASH字段中的数据 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).HashGet(类型, key).ToString(); if (string.IsNullOrEmpty(obj)) { //到数据库获取数据 u = demoDbContext.Set().Where(p => p.useid == useid).FirstOrDefault(); //将数据添加到Redis Hash字典中 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).HashSet(类型, key,Value); //设置过期时间 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).KeyExpire(类型,TimeSpan.FromSeconds(10)); } //字典中的Value值加1 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).HashIncrement(类型, key);
  7. Redis 事务
    
    //查询获取值 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).HashGet(类型, key).ToString(); //创建事务 ITransaction transaction = connectionMultiplexer.GetDatabase(0).CreateTransaction(); //添加值 transaction.HashSetAsync(类型, key, value); //修改值 // transaction.HashSetAsync(类型, key,修改后Value); //提交事务 bool commit = transaction.Execute();
  8. Redis 批量存储数据
    
    //创建批量对象 var bach = connectionMultiplexer.GetDatabase(0).CreateBatch(); //获取数据 List list = new List(); list = demoDbContext.user.ToList(); //批量添加 for (int i = 0; i < list.Count; i++) { bach.HashSetAsync("bach_User_"+i, "state", list[i].usestate); } //数据提交 bach.Execute();
  9. Redis集合排序
    
    //获取数据 RedisValue[] rv = connectionMultiplexer.GetDatabase(0).SetMembers("User"); if (rv.Length == 0) { list = demoDbContext.Set().ToList(); List rvList = new List(); //批量添加数据 foreach (User u in list) { vardata = https://www.it610.com/article/JsonConvert.SerializeObject(u); rvList.Add(data); //数据排序 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).SortedSetAdd("User", data, u.usestate); // User :keydata:Value值u.usestate：排序字段升序 }
  10. Redis分页查询
    
    List list = new List(); //获取分页数据100为行数，1为页数 RedisValue[] rv = connectionMultiplexer.GetDatabase(0).SetScan("User",100,0,1).ToArray(); if (rv.Length == 0) { list = demoDbContext.Set().ToList(); List rvList = new List(); foreach (User u in list) { vardata = https://www.it610.com/article/JsonConvert.SerializeObject(u); rvList.Add(data); } //添加数据到Redis中 connectionMultiplexer.GetDatabase(0).SetAdd("User", rvList.ToArray()); }

四、Redis的通信原理 Redis处理事件的简单模型：多路复用机制【一个线程处理多个连接】【订阅发布机制】;

原理
默认通过Socket协议建立连接的，服务端通过Socket的经过四层，在通过链路层再经过四层到达Redis建立连接；链路层【硬件层面】收到请求后，操作系统【生产者】通过同步转换成异步将请求发给事件收集器【MQ】然后Redis【订阅者】用一个线程通过轮询的方式处理事件，这就是多路复用机制。
Redis做的三件事：
1、建立连接
2、存储数据到本地缓存
3、持久化数据到文件中（开启新线程）
如图：

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五、Redis的数据结构原理

原理
Redis 建立连接后，通过接口将数据存储到内存中。
如图：

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数据持久化
- 目的
  为了防止数据丢失。默认存放在AOP 文件中。
Redis Set原理图
数组+HASH表，如图：

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HASH的作用：防止数据重复，使用HASH碰撞。

Redis HASH字典原理
数组+HASH表+单项列表。
- 原理
  字典存储的字段经过hash得到一个数组的索引，根据索引将key \ value存储到数组中，如果得到的索引已经存在key\value 了，不会覆盖掉，会形成一个单项链表的形式继续存储。
  如图：

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