Redis 深度历险：核心原理和应用实践 PDF 文档

Question

Redis 是互联网技术领域使用最为广泛的存储中间件，它是「Remote Dictionary Service」的首字母缩写，也就是「远程字典服务」。Redis 以其超高的性能、完美的文档、简洁易懂的源码和丰富的客户端库支持在开源中间件领域广受好评。国内外很多大型互联网公司都在使用 Redis，比如 Twitter、YouPorn、暴雪娱乐、Github、StackOverflow、腾讯、阿里、京东、华为、新浪微博等等，很多中小型公司也都有应用。也可以说，对 Redis 的了解和应用实践已成为当下中高级后端开发者绕不开的必备技能。

开篇：授人以鱼不若授人以渔—— Redis 可以用来做什么？
由 Redis 面试想到的
小册的内容范围
Redis 可以做什么？
小结
扩展阅读
基础：万丈高楼平地起 ——Redis 基础数据结构
Redis 安装
Redis 基础数据结构
string (字符串)
list (列表)
hash (字典)
set (集合)
容器型数据结构的通用规则
思考 & 作业
扩展阅读
应用 1：千帆竞发 —— 分布式锁
分布式锁
超时问题
可重入性
思考题
应用 2：缓兵之计 —— 延时队列
异步消息队列
队列空了怎么办？
队列延迟
空闲连接自动断开
锁冲突处理
延时队列的实现
进一步优化
思考
应用 3：节衣缩食 —— 位图
基本使用
统计和查找
魔术指令 bitfield
思考 & 作业
应用 4：四两拨千斤 —— HyperLogLog
使用方法
pfadd 这个 pf 是什么意思？
pfmerge 适合什么场合用？
注意事项
HyperLogLog 实现原理
pf 的内存占用为什么是 12k？
思考 & 作业
扩展阅读
应用 5：层峦叠嶂 —— 布隆过滤器
布隆过滤器是什么？
Redis 中的布隆过滤器
布隆过滤器基本使用
注意事项
布隆过滤器的原理
空间占用估计
实际元素超出时，误判率会怎样变化
用不上 Redis4.0 怎么办？
布隆过滤器的其它应用
扩展阅读
应用 6：断尾求生 —— 简单限流
如何使用 Redis 来实现简单限流策略？
解决方案
小结
应用 7：一毛不拔 —— 漏斗限流
Redis-Cell
思考
拓展阅读
应用 8：近水楼台 —— GeoHash
用数据库来算附近的人
GeoHash 算法
Redis 的 Geo 指令基本使用
小结 & 注意事项
应用 9：大海捞针 —— Scan
scan 基础使用
字典的结构
scan 遍历顺序
字典扩容
对比扩容缩容前后的遍历顺序
渐进式 rehash
更多的 scan 指令
大 key 扫描
扩展阅读
原理 1：鞭辟入里 —— 线程 IO 模型
非阻塞 IO
事件轮询 (多路复用)
指令队列
响应队列
定时任务
扩展阅读
原理 2：交头接耳 —— 通信协议
RESP(Redis Serialization Protocol)
客户端 -> 服务器
服务器 -> 客户端
小结
扩展阅读
原理 3：未雨绸缪 —— 持久化
快照原理
fork(多进程)
AOF 原理
AOF 重写
fsync
运维
Redis 4.0 混合持久化
思考题
原理 4：雷厉风行 —— 管道
Redis 的消息交互
管道压力测试
深入理解管道本质
小结
原理 5：同舟共济 —— 事务
Redis 事务的基本使用
原子性
discard(丢弃)
优化
Watch
思考题
原理 6：小道消息 —— PubSub
消息多播
PubSub
模式订阅
消息结构
PubSub 缺点
补充
原理 7：开源节流 —— 小对象压缩
32bit vs 64bit
小对象压缩存储 (ziplist)
内存回收机制
内存分配算法
扩展阅读
原理 8：有备无患 —— 主从同步
CAP 原理
最终一致
主从同步
增量同步
快照同步
增加从节点
无盘复制
Wait 指令
小结
集群 1：李代桃僵 —— Sentinel
消息丢失
Sentinel 基本使用
作业
集群 2：分而治之 —— Codis
Codis 分片原理
不同的 Codis 实例之间槽位关系如何同步？
扩容
自动均衡
Codis 的代价
Codis 的优点
MGET 指令的操作过程
架构变迁
Codis 的尴尬
Codis 的后台管理
思考 & 作业
集群 3：众志成城 —— Cluster
槽位定位算法
跳转
迁移
容错
网络抖动
可能下线 (PFAIL-Possibly Fail) 与确定下线 (Fail)
Cluster 基本使用
槽位迁移感知
集群变更感知
思考 & 作业
拓展 1：耳听八方 —— Stream
消息 ID
消息内容
增删改查
独立消费
创建消费组
消费
Stream 消息太多怎么办?
消息如果忘记 ACK 会怎样?
PEL 如何避免消息丢失?
Stream 的高可用
分区 Partition
小结
拓展 2：无所不知 —— Info 指令
Redis 每秒执行多少次指令？
Redis 连接了多少客户端？
Redis 内存占用多大 ?
复制积压缓冲区多大？
思考
拓展 3：拾遗漏补 —— 再谈分布式锁
Redlock 算法
Redlock 使用场景
扩展阅读
拓展 4：朝生暮死 —— 过期策略
过期的 key 集合
定时扫描策略
从库的过期策略
拓展 5：优胜劣汰 —— LRU
LRU 算法
近似 LRU 算法
扩展阅读
思考 & 作业
拓展 6：平波缓进 —— 懒惰删除
Redis 为什么要懒惰删除(lazy free)？
flush
异步队列
AOF Sync 也很慢
更多异步删除点
扩展阅读
拓展 7：妙手仁心 —— 优雅地使用 Jedis
重试
作业
拓展 8：居安思危 —— 保护 Redis
指令安全
端口安全
Lua 脚本安全
SSL 代理
小结
拓展 9：隔墙有耳 —— Redis 安全通信
spiped 原理
spiped 使用入门
作业
源码 1：极度深寒 —— 探索「字符串」内部结构
embstr vs raw
扩容策略
思考
源码 2：极度深寒 —— 探索「字典」内部
dict 内部结构
渐进式 rehash
查找过程
hash 函数
hash 攻击
扩容条件
缩容条件
set 的结构
思考
源码 3：极度深寒 —— 探索「压缩列表」内部
增加元素
级联更新
IntSet 小整数集合
思考
源码 4：极度深寒 —— 探索「快速列表」内部
每个 ziplist 存多少元素？
压缩深度
扩展阅读
源码 5：极度深寒 —— 探索「跳跃列表」内部结构
基本结构
查找过程
随机层数
插入过程
删除过程
更新过程
如果 score 值都一样呢？
元素排名是怎么算出来的？
思考
后记
源码 6：极度深寒 —— 探索「紧凑列表」内部
级联更新
取代 ziplist
思考
源码 7：极度深寒 —— 探索「基数树」内部
应用
结构
增删节点
思考
尾声：百尺竿头 —— 继续深造指南
参考资料

下载地址：https://www.wenjiangs.com/wp-content/uploads/2023/10/ANvADReVmwwnReCg.zip