为什么使用redis？

我认为使用一样新的事物，首先需要了解为什么要使用它，使用它有什么好处，之后再去学习如何使用它。所以我想先从数据库的发展历程说起，从而引发出为什么要使用redis以及使用带来的好处，并不涉及到redis的具体使用方法。

一、数据库结构的变化

最初的传统数据库，存储与访问是集中在一起的。即，数据存在什么地方，就去什么地方访问。 集中模式的优点是数据稳定，生命周期长，可靠，强关系，缺点是空间扩展性有限。 集中模式的代表是关系数据库。

社会的进一步分化，使得IT系统也开始分化。 数据库也逐渐从关系数据库向不同领域不同层次分化。 网民的行为从最开始的只读模式，逐渐分化为读多写少的模式。 随着访问量提升，出现了IO密集型访问(此时主要是读取密集型)，从而导致读取时间变慢。 为提升性能，发展了数据库缓存技术，主要是对数据库的读取操作进行分离。

而随着web2.0的进一步发展，网民的生产力进一步提升，存储总量开始增加。 此时虽然仍然是读多写少的模式，但写入量已经大大提升。 原有的缓存技术不能缓解写入压力，而且原有的空间也受硬盘限制，因此开始出现分库分表，实现读写分离。

集中模式的数据库就这样开始逐渐分化：由一个集中的、稳定的、强关系的结构，朝一个分化的、容错的、弱关系的结构发展。 

数据的存储空间与数据访问时间也进一步分离。 即原来是数据存在什么地方，就去什么地方访问。现在是数据还是存在老地方(硬盘)，但是访问却在另一个地方(比如内存，或另一个服务器)。其目的，就在于缩短IO路径或分离IO，实现高效访问。

存储空间的分化，导致写入的分化，实现空间换时间的效果。这种扩展分为两种模式：
如果横向分离(同一层次，空间分离)，则可实现诸如主从复制、分库分表等效果，使得读写分离，IO提升。
如果纵向分离(不同层次，过程分离)，则可实现数据库缓存、分布式缓存等效果，也能读写分离，IO提升。

二、什么是redis

Redis是一个远程内存数据库，它不仅性能强劲，而且还具有复制特性以及为解决问题而生的独一无二的数据模型。Redis提供了5种不同类型的数据结构，各式各样的问题都可以很自然地映射到这些数据结构上：Redis的数据结构致力于帮助用户解决问题，而不会像其他数据库那样，要求用户扭曲问题来适应数据库。除此之外，通过复制、持久化（persistence）和客户端分片（client-side sharding）等特性，用户可以很方便地将Redis扩展成一个能够包含数百GB数据、每秒处理上百万次请求的系统。

此外，Redis是一个速度非常快的非关系数据库（non-relational database），它可以存储键（key）与5种不同类型的值（value）之间的映射（mapping），可以将存储在内存的键值对数据持久化到硬盘，可以使用复制特性来扩展读性能，还可以使用客户端分片{![分片是一种将数据划分为多个部分的方法，对数据的划分可以基于键包含的ID、基于键的散列值，或者基于以上两者的某种组合。通过对数据进行分片，用户可以将数据存储到多台机器里面，也可以从多台机器里面获取数据，这种方法在解决某些问题时可以获得线性级别的性能提升。]}来扩展写性能。

三、为什么使用redis

内存式： Redis将键值存储在主存中，用于快速地读写访问。

复制： Redis支持主从复制。数据读取在slave完成，而数据写入在 master 完成。复制提供可伸缩性和可用性。任何一个slave宕机，其他的slave还可以提供数据访问。

数据结构： Redis不仅存储字符串，还支持列表，集合，哈希和有序集合。

虚拟内存： Redis使用RAM作为内存式存储。但是，在内存不足的情况下，它使用虚拟内存来保存数据。

发布/订阅模型： Redis支持创建发布和订阅通道，这样Redis客户端可以订阅任意的通道来进行数据消费，并且任何已订阅该通道的客户端可以发布数据。

数据持久性： Redis将内存中的数据定期保存到文件系统中。当Redis节点故障时，数据可以从Redis数据文件恢复。

有memcached使用经验的读者可能知道，用户只能用APPEND命令将数据添加到已有字符串的末尾。memcached的文档中声明，可以用APPEND命令来管理元素列表。这很好！用户可以将元素追加到一个字符串的末尾，并将那个字符串当作列表来使用。但随后如何删除这些元素呢？memcached采用的办法是通过黑名单（blacklist）来隐藏列表里面的元素，从而避免对元素执行读取、更新、写入（包括在一次数据库查询之后执行的memcached写入）等操作。相反地，Redis的LIST和SET允许用户直接添加或者删除元素。

使用Redis而不是memcached来解决问题，不仅可以让代码变得更简短、更易懂、更易维护，而且还可以使代码的运行速度更快（因为用户不需要通过读取数据库来更新数据）。除此之外，在其他许多情况下，Redis的效率和易用性也比关系数据库要好得多。

数据库的一个常见用法是存储长期的报告数据，并将这些报告数据用作固定时间范围内的聚合数据（aggregates）。收集聚合数据的常见做法是：先将各个行插入一个报告表里面，之后再通过扫描这些行来收集聚合数据，并根据收集到的聚合数据来更新聚合表中已有的那些行。之所以使用插入行的方式来存储，是因为对于大部分数据库来说，插入行操作的执行速度非常快（插入行只会在硬盘文件末尾进行写入）。不过，对表里面的行进行更新却是一个速度相当慢的操作，因为这种更新除了会引起一次随机读（random read）之外，还可能会引起一次随机写（random write）。而在Redis里面，用户可以直接使用原子的（atomic）INCR命令及其变种来计算聚合数据，并且因为Redis将数据存储在内存里面{![客观来讲，memcached也能用在这个简单的场景里，但使用Redis存储聚合数据有以下3个好处：首先，使用Redis可以将彼此相关的聚合数据放在同一个结构里面，这样访问聚合数据就会变得更为容易；其次，使用Redis可以将聚合数据放到有序集合里面，构建出一个实时的排行榜；最后，Redis的聚合数据可以是整数或者浮点数，而memcached的聚合数据只能是整数。]}，而且发送给Redis的命令请求并不需要经过典型的查询分析器（parser）或者查询优化器（optimizer）进行处理，所以对Redis存储的数据执行随机写的速度总是非常迅速的。

使用 Redis 而不是关系数据库或者其他硬盘存储数据库，可以避免写入不必要的临时数据，也免去了对临时数据进行扫描或者删除的麻烦，并最终改善程序的性能。虽然上面列举的都是一些简单的例子，但它们很好地证明了“工具会极大地改变人们解决问题的方式”这一点。

参考资料：

http://igoder.iteye.com/blog/1969848

http://geek.youkuaiyun.com/news/detail/64085

http://geek.youkuaiyun.com/news/detail/42161