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Nelson是科罗拉多斯普林市的一所四年制私立文理学院科罗拉多学院的一位元数据和系统图书管理员。除了每周8小时的图书馆研究技术支持工作，为大学生提供信息素养指导，并监督图书馆的系统和编目部门这三项工作之外，Nelson正在积极研究和开发Catalog Pull平台中的各种组件和开源工具，供科罗拉多大学、科罗拉多州研究图书馆联盟和国会图书馆使用。他还是语义网络初创公司KnowledgeLinks.io的联合创始人和CTO。他之前在西部州科罗拉多大学和犹他大学有过图书馆工作经验。在成为图书管理员之前，他曾在各种软件公司和金融服务机构中担任程序员和项目经理。他的第一本书Becoming a Lean Library于2015年出版，将精益创业和精益制造理念应用于图书馆和图书馆的运营。Nelson从诺克斯学院获得了本科学位，并从University of Illinois Urbana-Champaign获得了图书馆和信息科学的科学硕士。 汪佳南，拥有7年软件开发经验。对编程情有独钟，对产品设计很“感冒”，始终坚信技术可以改变世界。《RabbitMQ实战 高效部署分布式消息队列 》一书译者。 目錄： 目录 1为何选择Redis？1 合适之选？2 尝试使用Redis4 流行的使用模式9 Redis不合心意？马上再试试！11 总结13 2高级键管理与数据结构14 Redis键14 Redis键模式15 键分隔符和命名约定17 手动创建Redis模式19 解构Redis对象映射器22 键过期27 键的注意事项27 大O符号28 为自定义代码计算大O符号30 回顾Redis数据结构的时间复杂度32 字符串32 哈希33 列表34 集合35 有序集合36 高级有序集合操作39 位串和位操作39 HyperLogLogs41 总结42 3内存管理的建议与技巧44 配置Redis44 主从复制45 32位Redis45 INFO memory详解47 键过期49 LRU键清除策略54 创建内存高效的Redis数据结构62 小巧的哈希、列表、集合和有序集合62 把位、字节和Redis字符串用作随机访问数组68 优化哈希，高效存储69 硬件和网络延迟72 操作系统建议74 总结75 4Redis编程第一部分：Redis核心、客户端和编程语言76 Redis的内部结构76 理解redis.h和redis.c83 Redis序列化协议93 Redis RDB格式97 使用Redis和Python创建协程99 使用Node.js和Redis实现Todo列表应用103 复制与公共访问106 总结106 5Redis编程第二部分：Lua脚本、管理与DevOps108 在Redis中使用Lua108 使用Redis的KEYS和ARGV117 Redis中的高级Lua脚本121 MARC21数据提取121 纸质文具在线商店123 让JSON-LD、Lua和Redis协同工作126 Redis Lua调试器130 Redis的编程与管理133 主从复制134 使用MULTI和EXEC实现事务136 Redis在DevOps中扮演的角色139 总结140 6可伸缩性：Redis集群和Sentinel142 数据分区的方法142 范围分区143 列表分区145 哈希分区148 复合分区149 键哈希标签150 使用Twemproxy实现Redis集群151 使用关联数据片段服务器测试Twemproxy152 Redis集群的背景158 Redis集群概览159 使用Redis集群160 Redis集群实时重新配置及重新分片165 故障转移168 在Redis集群中替换或者升级节点170 使用Redis Sentinel进行监控171 为区域代码列表分区配置Redis Sentinel173 总结176 7Redis与互补的NoSQL技术177 NoSQL技术的繁荣177 Redis作为MongoDB的分析补充181 Redis作为ElasticSearch的预处理组件192 在BIBCAT中使用Redis和ElasticSearch193 ElasticSearch、Logstash和Redis198 Redis作为Fedora Commons的智能缓存补充199 总结205 8Docker容器与云端部署206 Linux容器206 与Redis相关的Docker基础211 Docker镜像中的层219 Docker文件系统后端220 Docker和Redis的问题227 使用Docker Compose打包应用程序227 Redis和AWS232 专门的云托管选项233 Redis Labs234 DigitalOcean Redis234 总结235 9任务管理与消息队列236 Redis的发布订阅模式概述236 发布订阅RESP回复237 SUBSCRIBE和UNSUBSCRIBE RESP数组237 PSUBSCRIBE和UNSUBSCRIBE数组239 使用redis-cli进行发布订阅240 Redis发布订阅实战242 第一个工作站采用Python进行发布订阅244 第二个工作站采用Node.js进行发布订阅246 第三个工作站使用Lua客户端进行发布订阅248 Redis键空间通知251 使用Redis和Celery进行任务管理255 GIS和RestMQ259 使用RestMQ进行任务管理262 使用Redis技术进行消息通信264 使用Disque进行消息通信264 总结266 10信息流的测量与管理267 基于Redis的ETL方案267 将JSON转换成RESP273 管理Redis时的安全考虑279 使用Redis Web仪表板进行运营监测282 机器学习283 朴素贝叶斯与工作分类284 使用Redis实现线性规划294 总结299 来源300 內容試閱： 译者序 对不少互联网企业来说，使用LNMP 架构可以快速搭建起一套系统，产品可以迅速迭代并尽早投放市场。但随着访问量的上升，那些使用传统关系型数据库（例如MySQL）的网站开始显现出性能方面的问题。此外，越来越挑剔的用户也要求网站不能仅专注于功能特性，同时也要追求极致的产品体验（即高性能和高可用）。 一方面，架构师会在数据库层面做以下一系列优化。 1．配置主从 例如。为MySQL 服务器配置主从。一台宕机，另一台可以顶上继续服务，以满足高可用的要求。 2．读写分离 配置一主多从。因为一般系统80%的请求都是读取操作，将这些操作分发到从服务器上可以有效地提升网站响应速度。 3．分库分表 随着数据量的增长，单库单表已经难以满足要求。一些诸如TDDL、Cobar、MyCAT等的MySQL 分布式数据库中间件应运而生。 另一方面，架构师也会通过系统化的分析，以安插缓存层的方式缓解数据库的压力。对应用系统来说，缓存都应在设计之初就纳入考虑的范畴，成为系统不可或缺的一部分。我曾供职的一家公司就采用Redis 作为缓存的实现方案。应用程序运行在两个同等的Tomcat容器里。Tomcat 之前则配置了一台Nginx 用于Load Balance。由于用户Session 存储在Redis中（通过Spring 和Shiro 的简单配置即可实现），应用的无状态性使得系统可以很方便地进行水平扩缩。另外，我们的业务要求用户每次浏览某个项目页面时进行访问计数（counting）。 为了避免频繁的数据库读写，我们将每个项目的浏览量的计算和读取交给了Redis。同时，为了避免意外导致的数据丢失，我们开启了Redis 的持久化功能，并启动定时任务，每隔一段时间就将项目浏览次数同步到数据库中。 至于为何选择Redis 而没有选择Memcached，当时考虑的主要原因是Redis 支持更为丰富的数据模型。像上述页面访问量计数的需求，可以直接通过Redis 的命令进行操作，而且利用Redis 的单线程模型，应用程序无须编写同步代码。当然，缓存只是Redis 的其中一个用途。一些典型的场景还包括排行榜、用户访问量统计、集合运算、消息队列等。国内外的一些大型互联网企业（例如京东、新浪、Pinterest 等）都对Redis 有不同程度的部署和应用。希望读者能够在本书中找到自己想要的答案。 每次翻译都带给我不同的体验，并为我的工作和生活带来改变。在此，我要感谢电子工业出版社的编辑张春雨和负责审校的同事，是你们的细心指导保证了本书的翻译质量。 同时，感谢我的父母和我的太太，在你们的陪伴和支持下，我得以专心工作。 由于时间仓促，文中难免有所疏漏，望不吝斧正。 汪佳南 前言 本书旨在从两方面为读者构建Redis 的基础知识。一方面，本书提供了Redis 及其技术背后的深层含义及理论；另一方面，拓展了Redis 日常实用技能。本书书名中的精通（Mastering）二字暗示了精通Redis 是一个持续的过程，而非最终目的地。激动人心的是Redis 持续开放地演进成为了时下强大的数据操作和存储技术。 Redis 背后的设计哲学 在整个项目的生命周期中，Salvatore Sanfilippo 对Redis 的发展方向与功能发表了独到的观点和见解。在2015 年1 月的一篇有关Redis 对比其他数据库的基准测试的博客中， Sanfilippo 声明我不想说服开发者们采用Redis。我们只是尽力提供一款合适的产品。如果人们能够使用这款产品完成工作，我们会感到非常开心。这就是我的营销理念。 Sanfilippo 和他的Redis 核心开发团队遵循着成功的开源管理模型：仁慈独裁者（BDL） 模型。该模型中只能有单独一个人作为最终独裁者，来裁决哪些能被提交到Redis 代码库中。BDL 模型的成功已经被诸如Linux 内核开发和Python 编程语言等项目证明过了。作为主要开发者和维护者的Sanfilippo 成功地将BDL 模型复制到了Redis 中。 如果独裁者抛弃项目，或者更糟的是因病或者死亡而导致无法工作时，BDL 模型的失效将是灾难性的。Redis 浮现出来的另一个重大问题是当潜在的贡献者提交Pull Request 时，针对这些提交的行动会被延迟，或者更多时候是被忽略。说句公道话，那些必须经过检查、测试并合并到主代码库上的变更的数量非常巨大，需要激情和专门的看门人。作为Linux内核项目的初创者及当前的BDL，Linus Torvalds 已经看到自己的角色发生了转变，更多是在合并那些由其他开发者贡献的代码，同时相比亲自编写代码，他做的更多的是为Linux提供愿景和领导力。Sanfilippo 在Redis 主要的电子邮件通信上的一篇主题帖中确认了该问题，他给出了以下两大主要理由来继续Redis 当前的BDL 模型： ? 项目开发与未来方向的一致性视角 ? 对任何新的或者出现的更改采取问责制 在Sanfilippo 看来，Redis 作为键值数据存储，其易于部署、内存占用少（就Redis 本身来说，而不是指它的数据集！）、安全可靠等特性一直是Redis 在开发者和组织中人气持续上升的关键因素。他的观点确实造成了紧张的关系，特别是当提出Redis 的新功能，例如使哈希中具体子值（sub-values）过期，或者为可选功能提供可加载模块时，这些特性都被拒之门外。Sanfilippo 对于保持Redis 的小巧并专注于使其成为内存数据库的渴望，推动发展，在2011 年的博客中，他用有关Redis 和Redis 开发过程的七条宣言阐明了他的观点，简述如下。 1．用于抽象数据类型的DSL。Redis 是一门领域特定语言（DSL），用于抽象数据结构的表达和使用。这些数据结构不仅包括了操作（Redis 命令），还包括了使用Redis 相关命令存储和操作这些数据结构的内存效率和时间复杂度。 2.内存存储是第一要务。通过将所有数据存储在计算机内存中，跨系统的Redis 的性能更为一致，用于实现这些数据结构的众多算法以更为可预测的方式运行，同时诸如有序集合这样的更为复杂的数据类型在内存数据库中更容易实现。 3．基础数据结构对应基础API。Redis 为基础数据结构实现了一套基础API。这套API由Redis 命令和对应的数据结构组成。它尝试清晰地反映API 从计算机内存中读取和写入的数据结构。Redis 遵循这一设计理念，通过更简单的数据结构操作来组合实现更为复杂的操作。 4．代码如诗。这是所有七条宣言之中最难以渗透的。Sanfilippo 将他的审美偏好融入到代码之中以契合Redis 这一长篇巨著。他认为Redis 的编码风格和方法能够帮助人们书写一段叙述。因此，是否包含第三方代码部分取决于它能否很好地契合Redis 的叙述和Redis的源代码。 5．我们反对复杂。避免代码复杂性。如果要在使用大量代码来实现小型功能与舍弃该功能之间做出选择的话，那么Redis 会选择后者，以舍弃额外的复杂性和向代码库中添加复杂性所带来的开销。 6．两层API。一套是API 的子集，以分布式的方式运行；另一套更大型、功能更为丰富，用来支持多键操作。这种分离设计支持像Redis 主从和Redis 集群操作模式这样重要的功能。 7．我们以优化为乐。通常对于开发者和技术运营者来说，这是一种情感诉求，也是一段非常聪明的声明。调优技术来解决疑难杂症所带来的刺激能够激起快乐的感觉及对Redis未来无限可能的兴奋。 本书涵盖内容 阅读本书时你会发现其贯穿着两大主题，以平行的方式展示了流行时尚的运营和过程的开发运营二元论，即众所周知的DevOps。为了有助于读者更有针对性地学习章节中包含的内容，每个章节的主题会被归类为软件开发或者系统运营。由于两者之间的边界越来越模糊，对每个趋势中主题的深刻理解能够增强你和你团队的能力，以便快速高效地为项目开发和部署Redis 解决方案，或者将Redis 作为技术基础设施需求的一部分。 第1 章介绍了由Redis 之父和主要维护者Salvatore Sanfilippo 所阐明的Redis 开发哲学。 第2 章通过详细阐述和解释Redis 数据结构和键管理为读者构建起Redis 的基础知识，其中包括了如何为应用程序构造既有意义又有表达力的键模式这一重要主题。 第3 章讲解了Redis 提供的用来优化应用程序内存使用的各种选项，其中包括了Redis支持的基于最近较少使用（LRU）的各种缓存和Redis 中的键驱逐（evict）策略。 第4 章是有关应用程序编程的高级主题。本章从概述Redis 核心的C 语言实现开始，通过对精心挑选的C 代码片段进行深入地讲解来加深你对Redis 的理解。然后讲到了如何使用三种不同的Redis 客户端，并展示了分别使用Python、Node.js 和Haskell 的编程示例。第5 章是有关应用程序编程的高级主题。本章从概述Redis 服务器端Lua 脚本及如何在Redis 中更高效地使用Lua 开始讲起。之后，拓展讲解了一些流行的Redis 编程设计模式，列举了几个具体实例，描述了不同的个体和公司在运营操作中是如何使用这些模式的。本章最后从软件开发者的角度描述了Redis 是如何应用于典型的DevOps 场景中。 第6 章探索了两个最近添加到Redis 中的Redis 集群和Redis Sentinel。Redis Sentinel是一种特殊的高可用模式，用来监控主从服务器的健康状况，并能够在任意Redis 主从实例故障时进行切换。之前提到的Redis 集群现在可用于产品环境中了。对于那些太大而不能存入单台机器的大型数据来说，Redis 集群能够通过运行多个实例并将键进行分片的方式来完成存储。虽然这些主题更关注运营方面，但是在采用Redis 的工程解决方案时至少应该知

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