Redis設計與實現 計算機與互聯網 書籍|3770218 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃健宏 著

圖書標籤:

• Redis
• 內存數據庫
• 數據結構
• 緩存
• 持久化
• 分布式係統
• NoSQL
• 高性能
• 計算機科學
• 互聯網應用

店鋪： 互動齣版網圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111464747

商品編碼：1247138738

叢書名： 數據庫技術叢書

齣版時間：2014-06-01

頁數：388

書名：	Redis設計與實現|3770218
圖書定價：	79元
圖書作者：	黃健宏
齣版社：	機械工業齣版社
齣版日期：	2014/6/1 0:00:00
ISBN號：	9787111464747
開本：	16開
頁數：	388
版次：	1-1

內容簡介

《Redis設計與實現》全麵而完整地講解瞭Redis的內部機製與實現方式，對Redis的大多數單機功能以及所有多機功能的實現原理進行瞭介紹，展示瞭這些功能的核心數據結構以及關鍵的算法思想,圖示豐富，描述清晰，並給齣大量參考信息。通過閱讀本書，讀者可以快速、有效地瞭解Redis的內部構造以及運作機製，更好、更高效地使用Redis。 《Redis設計與實現》主要分為四大部分。第一部分“數據結構與對象”介紹瞭Redis中的各種對象及其數據結構，並說明這些數據結構如何影響對象的功能和性能。第二部分“單機數據庫的實現”對Redis實現單機數據庫的方法進行瞭介紹，包括數據庫、RDB持久化、AOF持久化、事件等。第三部分“多機數據庫的實現”對Redis的Sentinel、復製、集群三個多機功能進行瞭介紹。第四部分“獨立功能的實現”對Redis中各個相對獨立的功能模塊進行瞭介紹，涉及發布與訂閱、事務、Lua腳本、排序、二進製位數組、慢查詢日誌、監視器等。本書作者專門維護瞭www.redisbook.com網站，提供帶有詳細注釋的Redis源代碼，以及本書相關的更新內容。

目錄

《Redis設計與實現》 前言 緻謝 第1章 引言1 1.1 Redis版本說明1 1.2 章節編排1 1.3 推薦的閱讀方法4 1.4 行文規則4 1.5 配套網站5 第一部分 數據結構與對象 第2章 簡單動態字符串8 2.1 SDS的定義9 2.2 SDS與C字符串的區彆10 2.3 SDS API17 2.4 重點迴顧18 2.5 參考資料18 第3章 鏈錶19 3.1 鏈錶和鏈錶節點的實現20 3.2 鏈錶和鏈錶節點的API21 3.3 重點迴顧22 第4章 字典23 4.1 字典的實現24 4.2 哈希算法27 4.3 解決鍵衝突28 4.4 rehash 29 4.5 漸進式rehash32 4.6 字典API36 4.7 重點迴顧37 第5章 跳躍錶38 5.1 跳躍錶的實現39 5.2 跳躍錶API44 5.3 重點迴顧45 第6章 整數集閤46 6.1 整數集閤的實現46 6.2 升級48 6.3 升級的好處50 6.4 降級51 6.5 整數集閤API51 6.6 重點迴顧51 第7章 壓縮列錶52 7.1 壓縮列錶的構成52 7.2 壓縮列錶節點的構成54 7.3 連鎖更新57 7.4 壓縮列錶API59 7.5 重點迴顧59 第8章 對象60 8.1 對象的類型與編碼60 8.2 字符串對象64 8.3 列錶對象68 8.4 哈希對象71 8.5 集閤對象75 8.6 有序集閤對象77 8.7 類型檢查與命令多態81 8.8 內存迴收84 8.9 對象共享85 8.10 對象的空轉時長87 8.11 重點迴顧88 第二部分 單機數據庫的實現 第9章 數據庫90 9.1 服務器中的數據庫90 9.2 切換數據庫91 9.3 數據庫鍵空間93 9.4 設置鍵的生存時間或過期時間99 9.5 過期鍵刪除策略107 9.6 Redis的過期鍵刪除策略108 9.7 AOF、RDB和復製功能對過期鍵的處理111 9.8 數據庫通知113 9.9 重點迴顧117 第10章 RDB持久化118 10.1 RDB 文件的創建與載入119 10.2 自動間隔性保存121 10.3 RDB 文件結構125 10.4 分析RDB文件133 10.5 重點迴顧137 10.6 參考資料137 第11章 AOF持久化138 11.1 AOF持久化的實現139 11.2 AOF文件的載入與數據還原142 11.3 AOF重寫143 11.4 重點迴顧150 第12章 事件151 12.1 文件事件151 12.2 時間事件156 12.3 事件的調度與執行159 12.4 重點迴顧161 12.5 參考資料161 第13章 客戶端162 13.1 客戶端屬性163 13.2 客戶端的創建與關閉172 13.3 重點迴顧174 第14章 服務器176 14.1 命令請求的執行過程176 14.2 serverCron函數184 14.3 初始化服務器192 14.4 重點迴顧196 第三部分 多機數據庫的實現 第15章 復製198 15.1 舊版復製功能的實現199 15.2 舊版復製功能的缺陷201 15.3 新版復製功能的實現203 15.4 部分重同步的實現204 15.5 PSYNC 命令的實現209 15.6 復製的實現211 15.7 心跳檢測216 15.8 重點迴顧218 第16章 Sentinel219 16.1 啓動並初始化Sentinel 220 16.2 獲取主服務器信息227 16.3 獲取從服務器信息229 16.4 嚮主服務器和從服務器發送信息230 16.5 接收來自主服務器和從服務器的頻道信息231 16.6 檢測主觀下綫狀態234 16.7 檢查客觀下綫狀態236 16.8 選舉領頭Sentinel 238 16.9 故障轉移240 16.10 重點迴顧243 16.11 參考資料244 第17章 集群245 17.1 節點245 17.2 槽指派251 17.3 在集群中執行命令258 17.4 重新分片265 17.5 ASK錯誤267 17.6 復製與故障轉移273 17.7 消息281 17.8 重點迴顧288 第四部分 獨立功能的實現 第18章 發布與訂閱290 18.1 頻道的訂閱與退訂292 18.2 模式的訂閱與退訂295 18.3 發送消息298 18.4 查看訂閱信息300 18.5 重點迴顧303 18.6 參考資料304 第19章 事務305 19.1 事務的實現306 19.2 WATCH 命令的實現310 19.3 事務的ACID 性質314 19.4 重點迴顧319 19.5 參考資料320 第20章 Lua腳本321 20.1 創建並修改Lua 環境322 20.2 Lua 環境協作組件327 20.3 EVAL命令的實現329 20.4 EVALSHA 命令的實現332 20.5 腳本管理命令的實現333 20.6 腳本復製336 20.7 重點迴顧342 20.8 參考資料343 第21章 排序344 21.1 SORT 命令的實現345 21.2 ALPHA 選項的實現347 21.3 ASC 選項和DESC 選項的實現348 21.4 BY選項的實現350 21.5 帶有ALPHA 選項的BY 選項的實現352 21.6 LIMIT 選項的實現353 21.7 GET選項的實現355 21.8 STORE 選項的實現358 21.9 多個選項的執行順序359 21.10 重點迴顧361 第22章 二進製位數組362 22.1 位數組的錶示363 22.2 GETBIT命令的實現365 22.3 SETBIT 命令的實現366 22.4 BITCOUNT 命令的實現369 22.5 BITOP 命令的實現376 22.6 重點迴顧377 22.7 參考資料377 第23章 慢查詢日誌378 23.1 慢查詢記錄的保存380 23.2 慢查詢日誌的閱覽和刪除382 23.3 添加新日誌383 23.4 重點迴顧385 第24章 監視器386 24.1 成為監視器387 24.2 嚮監視器發送命令信息387 24.3 重點迴顧388

《深度解析：分布式緩存的原理與實踐》 一、 時代浪潮下的技術抉擇 在飛速發展的數字時代，互聯網應用對性能、可用性和可伸縮性的需求日益增長，傳統單機數據庫已難以應對海量數據的讀寫壓力。分布式係統應運而生，成為現代互聯網架構的基石。而在這座宏偉的分布式大廈中，緩存技術扮演著至關重要的角色，它猶如高速公路上的加油站，極大地提升瞭數據訪問的速度，降低瞭後端係統的負載，成為構建高性能、高可用互聯網服務的關鍵一環。 本書《深度解析：分布式緩存的原理與實踐》正是為瞭滿足這一時代需求而生。它並非專注於某一款具體的分布式緩存産品，而是旨在深入剖析分布式緩存這一核心技術概念的底層原理、設計思想以及在實際工程中的應用策略。我們將從分布式緩存的齣現背景、核心價值齣發，逐步揭示其內部運作機製，並為讀者提供一套係統化的實踐指導，幫助開發者和架構師們在麵對復雜的分布式係統設計時，能夠做齣明智的技術選型與優化決策。 二、 從“快”到“穩”：分布式緩存的核心價值 為何分布式緩存如此重要？其核心價值可以概括為兩個字：“快”與“穩”。 “快”： 這是緩存最直觀的價值。通過將頻繁訪問的數據存儲在內存中，相比於從磁盤讀取，內存訪問的速度可達毫秒級甚至亞毫秒級。當用戶請求數據時，首先從緩存中查找，若命中則直接返迴，極大地縮短瞭響應時間。對於電商平颱而言，這意味著更流暢的用戶體驗，更高的轉化率；對於金融交易係統，則意味著更快的撮單速度，更低的延遲。分布式緩存更是將這種“快”的能力進行橫嚮擴展，能夠服務於海量並發請求，構建起高性能的互聯網服務。 “穩”： 分布式緩存的“穩”體現在多個層麵。首先，它能夠顯著降低後端數據庫的負載。通過攔截大部分的讀請求，緩存承擔瞭查詢壓力，使得後端數據庫能夠更專注於處理寫操作和復雜查詢，從而提高瞭整個係統的吞吐量和穩定性。其次，分布式緩存通常具備高可用和容錯機製。通過主從復製、哨兵模式、集群模式等技術，即使部分節點發生故障，係統仍能對外提供服務，保障瞭業務的連續性。最後，它還能通過緩存失效策略、過期策略等，在一定程度上保證數據的實時性與一緻性，在性能與一緻性之間找到閤理的平衡點。 三、 穿越迷霧：分布式緩存的底層原理 要真正掌握分布式緩存，必須深入理解其底層的設計與實現原理。本書將帶領讀者穿越技術的迷霧，揭示以下核心概念： 數據存儲模型： 鍵值對（Key-Value）模型： 這是最基礎也是最常見的模型。理解鍵的唯一性、值的多樣性（字符串、列錶、集閤、有序集閤、哈希錶等）以及不同數據結構的底層實現，是掌握緩存操作的基礎。我們將深入探討這些數據結構在內存中的存儲方式，以及它們如何支持高效的讀寫操作。 內存管理與淘汰策略： 內存是有限的，如何有效地管理內存空間，在何時移除不再被頻繁訪問的數據，是分布式緩存設計的關鍵。我們將詳細介紹各種經典的淘汰策略，如 LRU (Least Recently Used，最近最少使用)、LFU (Least Frequently Used，最不常使用)、FIFO (First In First Out，先進先齣) 等，並分析它們在不同場景下的優缺點。理解這些策略，能夠幫助我們更好地預估緩存命中率，優化資源利用。 持久化機製： 盡管緩存主要以內存為主，但為瞭防止服務器重啓後數據丟失，許多分布式緩存係統也提供瞭持久化能力。我們將探討 RDB (Redis Database) 和 AOF (Append Only File) 等不同的持久化方式，分析它們的原理、性能影響以及適用場景，幫助讀者在內存速度和數據持久性之間做齣權衡。 網絡通信與協議： 客戶端-服務器模型： 理解客戶端如何與分布式緩存服務器進行通信，包括請求的發送、命令的解析、響應的接收等。我們將剖析常用的通信協議，例如 RESP (REdis Serialization Protocol)，理解其設計哲學和高效性。 多路復用與異步IO： 為瞭處理海量並發連接，分布式緩存服務器通常采用多路復用（如 epoll、kqueue）和異步IO模型。我們將深入講解這些技術如何實現高效的網絡I/O，大幅提升服務器的並發處理能力，避免阻塞。 分布式下的挑戰與解決方案： 一緻性問題： 當數據分布在多個節點上時，如何保證數據的一緻性是一個巨大的挑戰。本書將深入探討 CAP 定理（Consistency, Availability, Partition Tolerance）對分布式緩存的影響，並介紹常見的解決方案，如最終一緻性、強一緻性等，以及它們所帶來的權衡。 數據分片（Sharding）： 為瞭應對海量數據存儲和訪問壓力，數據通常需要被分散存儲在多個節點上。我們將詳細介紹各種數據分片策略，如哈希分片、範圍分片、一緻性哈希等，分析它們的設計思路、實現方式以及在負載均衡和容錯方麵的作用。 高可用與容錯： 分布式係統不可避免地會遇到節點故障。我們將深入講解分布式緩存係統如何通過主從復製、哨兵模式、集群模式等技術，實現故障檢測、自動切換和數據同步，從而保證係統的高可用性和容錯性。理解這些機製，是構建穩定可靠分布式服務的關鍵。 分布式鎖： 在分布式環境中，需要精確控製對共享資源的訪問，以避免並發衝突。本書將詳細探討分布式鎖的原理、實現方式（如基於 Redis 的分布式鎖），以及在實際應用中需要注意的各種細節和坑點。 四、 融會貫通：分布式緩存的工程實踐 理論的深度離不開實踐的廣度。本書將聚焦於分布式緩存的工程實踐，為讀者提供切實可行的指導： 緩存設計模式： 掌握常見的緩存設計模式，例如： Cache-Aside Pattern (旁路緩存)： 這是最經典的緩存使用模式。我們將詳細講解其工作流程，分析讀寫緩存的細節，以及如何處理緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩等問題。 Read-Through/Write-Through Pattern (讀通/寫通)： 探討這些模式的特點，以及它們與旁路緩存模式的區彆和適用場景。 Write-Behind Caching Pattern (寫迴緩存)： 分析這種模式的優劣，以及它在特定業務場景下的應用。 性能優化與調優： 命中率分析與提升： 如何通過監控工具分析緩存命中率，並采取相應措施來提高命中率，例如調整緩存空間大小、優化數據結構、改進淘汰策略等。 網絡傳輸優化： 減少網絡請求次數、使用連接池、選擇閤適的序列化協議等，都是提升緩存性能的關鍵。 並發控製與性能瓶頸分析： 如何識彆和解決分布式緩存係統中的並發瓶頸，例如鎖競爭、CPU 占用過高等問題。 解決常見緩存問題： 緩存穿透： 即查詢一個根本不存在的數據，導緻每次請求都直接打到數據庫。我們將深入分析其成因，並提供解決方案，如布隆過濾器。 緩存擊穿： 即大量並發請求同時查詢一個熱點數據，而該數據恰好失效，導緻所有請求都湧嚮數據庫。我們將探討如何通過互斥鎖等機製來解決。 緩存雪崩： 即大量緩存數據在同一時間失效，導緻所有請求瞬間湧嚮數據庫，造成係統崩潰。我們將分析其根源，並提供防範策略，如設置閤理的失效時間、使用集群模式等。 數據不一緻： 在分布式係統中，保持數據強一緻性是極其睏難的。本書將深入討論如何通過權衡一緻性、可用性和分區容錯性，來設計滿足業務需求的緩存策略。 實際應用場景剖析： 熱點數據緩存： 如何為網站首頁、商品詳情頁等高流量頁麵設計緩存策略。 API 結果緩存： 如何緩存第三方 API 的調用結果，降低外部依賴的延遲。 用戶會話管理： 如何使用分布式緩存來存儲和管理用戶登錄信息。 排行榜與計數統計： 如何利用分布式緩存的有序集閤、計數器等特性實現高性能的排行榜和實時統計功能。 分布式任務隊列： 探討分布式緩存如何作為簡單的消息隊列，用於解耦係統組件，實現異步處理。 五、 邁嚮卓越：學習本書的價值 學習《深度解析：分布式緩存的原理與實踐》，您將能夠： 深刻理解分布式緩存的核心原理： 告彆“知其然，不知其所以然”的狀態，真正掌握分布式緩存的底層運作機製。 掌握設計高性能、高可用係統的關鍵技術： 能夠根據業務需求，設計齣滿足性能和穩定性要求的緩存方案。 有效解決分布式係統中的常見緩存難題： 具備獨立分析和解決緩存穿透、擊穿、雪崩等問題的能力。 提升代碼與架構的健壯性： 學習如何在實際工程中應用分布式緩存，規避潛在風險，構建更可靠的係統。 成為一名更優秀的分布式係統開發者與架構師： 擁有紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗，在職業發展中更具競爭力。 本書不僅是一本技術書籍，更是一份通往分布式係統設計卓越之路的指南。無論您是初涉分布式領域的開發者，還是經驗豐富的架構師，都能從中獲得寶貴的知識和啓發。讓我們一同開啓這場深度探索之旅，駕馭分布式緩存的強大力量！

評分☆☆☆☆☆

我個人對那些能夠深入剖析技術“為什麼”的書籍情有獨鍾，而《Redis設計與實現》正是這樣一本讓我期待的書。很多時候，我們隻是停留在API的使用層麵，卻對背後的實現機製知之甚少，這往往會限製我們進一步的優化和創新。我希望通過這本書，能夠徹底理解Redis是如何做到如此輕量級卻又高性能的，它的數據持久化機製是如何保證數據不丟失的，以及它的集群方案是如何實現高可用和負載均衡的。我特彆關注那些關於內存分配、垃圾迴收、綫程模型等方麵的內容，因為這些往往是性能瓶頸的關鍵所在。如果這本書能提供一些圖解和算法分析，那就更完美瞭，能夠幫助我將抽象的概念具象化，從而更好地理解和記憶。讀完這本書，我希望能夠自信地說，我不僅僅是Redis的用戶，更是Redis的理解者和駕馭者。

評分☆☆☆☆☆

近年來，隨著雲計算和微服務架構的興起，對高性能、可擴展的數據存儲解決方案的需求日益增長，Redis憑藉其卓越的性能和豐富的功能，成為瞭許多企業的首選。我一直對Redis在各種場景下的應用感到好奇，例如它如何被用於緩存、會話管理、消息隊列，甚至實時分析。這本書的題目暗示瞭它將深入探討Redis的設計哲學和實現細節，這對我來說具有極大的吸引力。我希望能夠通過這本書，學習到如何根據實際業務需求，巧妙地運用Redis的各種數據結構和命令，並深入瞭解其內部的優化策略，例如如何通過調整配置參數來達到最佳性能。我尤其期待書中能夠包含一些關於Redis的源碼解讀，讓我能夠一窺其精妙的實現，從而更好地理解其優勢和局限性，並在實際工作中做齣更明智的技術選型和架構設計。

評分☆☆☆☆☆

技術書籍的價值，很大程度上體現在它能否引發讀者的思考，並激發探索的欲望。我選擇閱讀《Redis設計與實現》，正是看中瞭它可能帶來的這種深度啓發。我希望這本書能夠不僅僅是枯燥的技術原理堆砌，而是能夠通過生動翔實的語言，將Redis的設計理念和實現過程娓娓道來。我渴望理解Redis的開發者們是如何在性能、功能和易用性之間取得平衡的，以及他們在麵對技術挑戰時所采取的創新思路。我非常希望書中能夠提供一些關於Redis發展曆程的背景信息，以及它與其他類似技術相比的獨特之處。讀完這本書，我希望能夠對Redis有一個全麵而深刻的認識，能夠舉一反三，將學到的知識應用到其他技術領域，從而不斷提升自己的技術視野和解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在互聯網行業摸爬滾打多年的開發者，我深知基礎技術的重要性，而Redis無疑是現代互聯網架構中不可或缺的一環。我經常在各種技術論壇和博客中看到關於Redis性能優化、高可用架構、分布式解決方案的討論，這足以證明它在實際業務中的廣泛應用和深遠影響。我尤其好奇的是，Redis是如何在內存中實現如此高效的數據讀寫，以及它在麵對海量數據時，如何保證其穩定性和一緻性。這本書的齣現，就像為我量身定做的一份技術指南，它承諾要揭開Redis“設計與實現”的神秘麵紗，讓我能夠從根本上理解其底層原理。我希望能在這本書中找到關於數據結構、內存管理、並發控製等方麵的深入剖析，從而能夠更從容地應對高並發、大數據量的技術挑戰。我期待這本書能夠幫助我提升解決復雜技術問題的能力，成為一名更優秀、更有深度的技術人。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象，以一種深邃的藍色為主調，輔以抽象的紅色綫條，仿佛將思緒引嚮一個充滿探索未知可能性的數據世界。拿到書的那一刻，它的分量和紙張的質感就讓我覺得是一本值得細細品讀的著作。我一直對數據存儲和高性能計算有著濃厚的興趣，而“Redis”這個名字在業界早已如雷貫耳，被譽為是高性能內存數據庫的代錶。這本書的標題，特彆是“設計與實現”這幾個字，立刻點燃瞭我想要深入瞭解其背後原理的渴望。我非常期待能夠通過這本書，不僅掌握Redis的基本使用方法，更能理解它為何能做到如此之快，它的內部機製是如何運作的，以及在實際應用中，如何根據不同的場景做齣最優的設計決策。讀技術書籍，我最看重的是其理論與實踐的結閤，希望這本書能夠提供紮實的理論基礎，同時輔以豐富的案例和代碼示例，讓我能夠學以緻用，將所學知識轉化為解決實際問題的能力。這本書無疑為我打開瞭一扇通往更深層次技術理解的大門。