【Redis】二、Redis高级特性

（三） Redis高级特性

前面我们介绍了Redis的五种基本的数据类型，灵活运用这五种数据类型是使用Redis的基础，除此之外，Redis还有一些特性，掌握这些特性能对Redis有进一步的了解，比如Redis事务、Redis分区、Redis的数据备份等等。

1、Redis HyperLogLog

Redis从2.8.9版本开始加入了HyperLogLog，这听起来有点陌生，实际上它是一个用来做基数统计的算法（基数就是数据集中不重复的元素个数，比如数据集 {1, 3, 5, 7, 5, 7, 8}，那么这个数据集的基数集为 {1, 3, 5 ,7, 8}，基数为5）。

Redis做基数统计有其特有的优势，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，Redis计算基数所需的空间总是固定的、并且是很小的，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基数，但是它只计算基数，并不储存输入元素本身。

2、Redis数据备份与恢复

Redis支持数据的备份，并可以从备份中恢复数据。这主要就是涉及到一个save命令。

当输入save命令时，将在redis安装目录穿件dump.rdb文件，此文件就是备份的数据。如果想恢复数据，只需要将dump.rdb移动到安装目录下，然后重新启动redis-server即可。因此，我们使用这样的数据备份和恢复可以很方便的对数据库进行迁移。

3、Redis安全和认证

为了保证Redis服务的安全性，可以对redis添加密码，这样当客户端连接到redis服务时就需要输入密码进行验证，通过后才能连接。

Redis服务的密码是通过配置文件进行指定的，密码参数是配置文件中的requirepass，默认是空字符串，只需要更改此参数就可以设置密码，设置密码后需要进行auth认证才可以进行相应的操作。

4、Redis性能测试

我们说Redis最大的一个特点是性能极高，读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s。Redis提供了一个性能测试工具redis-benchmark，通过同时执行多个命令来测试性能。这个测试工具有很多可选参数：-h（指定主机），-p（指定端口），-s（指定Socket），-c（指定并发连接数），-n（指定请求数），-d（指定set和get的值是多少个字节）等等。

5、Redis事务

Redis事务允许客户端依次执行多个命令，并且符合以下规则：

批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
收到 EXEC 命令后进入事务执行，事务中任意命令执行失败，其余的命令依然被执行。
在事务执行过程，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：开始事务、命令入队、执行事务。具体地，先以 MULTI 开始一个事务，然后将多个命令入队到事务中，最后由 EXEC 命令触发事务，一并执行事务中的所有命令。

单个 Redis 命令的执行是原子性的，但 Redis 没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以 Redis 事务的执行并不是原子性的。事务可以理解为一个打包的批量执行脚本，但批量指令并非原子化的操作，中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚，也不会造成后续的指令不做。

6、Redis发布和订阅

在另外一篇关于Kafka的博客：【Apache Kafka】 Kafka简介及其基本原理中，介绍了什么是消息队列，并对发布-订阅这种消息模式有相关的介绍，这里我们说Redis也可以用作简单的消息队列，发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息。Redis 客户端可以订阅任意数量的频道，当有新消息发送到该频道时，客户端就可以收到消息。

7、Redis管道技术

Redis是一种基于客户端-服务端模型以及请求/响应协议的TCP服务。这意味着通常情况下一个请求会遵循以下步骤：

客户端向服务端发送一个查询请求，并监听Socket返回，通常是以阻塞模式，等待服务端响应。
服务端处理命令，并将结果返回给客户端。

Redis 管道技术可以达到这样的效果：在服务端未响应时，客户端可以继续向服务端发送请求，并最终一次性读取所有服务端的响应。

8、Redis分区

我们说Redis是一个分布式缓存、分布式数据库，那么到目前我们还没有看到其分布式体现在哪里，Redis数据保存在内存中，如果只有一台机器，很容易达到其存储上限。因此，Redis分区允许构建redis集群，将数据分别保存到多个Redis实例中去，每个实例保存key的一个子集，这样就可以利用更多的计算机来存储数据，从而构造更大的数据库。

除了数据量更大，Redis分区还可以带来更强大的计算能力和更高的网络带宽。

关于如何进行分区，Redis提供了两种类型。一种是范围分区，就是映射一定范围的对象到特定的Redis实例。比如，ID从0到10000的用户会保存到实例R0，ID从10001到 20000的用户会保存到R1，以此类推。还有一种方法是哈希分区，用一个hash函数将key转换为一个数字，对这个整数取模，转换到对应的Redis实例中的一个。