Redis底层原理

1、Redis是什么

Redis是一个开源的、内存中的数据结构存储系统，它支持多种类型的数据结构，如字符串（strings）、哈希表（hashes）、列表（lists）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）等。Redis还提供了事务、持久化、复制等功能。

2、Redis的基本工作原理

1.内存存储：

       Redis将所有数据存储在内存中，这使得读写操作非常快。为了保持数据的持久性，Redis提供了RDB（Redis Database）和AOF（Append Only File）两种持久化机制。 

2.单线程模型：

        Redis基于Reactor模式使用了一个单线程的event loop来处理客户端的请求。这意味着所有的命令都是顺序执行的，这避免了多线程环境中常见的上下文切换和竞态条件等问题，从而简化了设计并提高了性能。

3.网络IO多路复用：

        Redis使用IO多路复用来处理多个客户端的连接。这通常通过epoll（在Linux上）、kqueue（在BSD系统中）或select/poll（在其他系统上）等系统调用来实现。这种方式可以有效地管理大量的并发连接。

4.命令执行：

        当接收到客户端的命令请求时，Redis会查找相应的命令实现，然后执行该命令。命令执行的结果会被返回给客户端。

3、Redis的持久化机制

1.RDB持久化：

        RDB是Redis数据的一个时间点快照。Redis会定期将内存中的数据写入磁盘文件。这种机制适用于灾难恢复，但不适合数据备份频繁的场景。

2.AOF持久化：

        AOF记录了Redis服务器接收到的每个写操作（例如SET和LPUSH），以追加的方式写入文件。服务器重启时，可以通过重新执行AOF文件中的命令来重建数据集。AOF持久化更适合数据完整性要求高的场景。

4、Redis 数据类型

1.字符串（String）

 基本的数据存储单元，可以存储字符串、整数或者浮点数。

2.列表（List）

一个简单的列表，可以存储一系列的字符串元素。

3.集合（Set）

一个无序集合，可以存储不重复的字符串元素。

4.有序集合（Sorted Set）

 类似于集合，但是每个元素都有一个分数（score）与之关联。

5.哈希（Hash）

一个键值对集合，可以存储多个字段。

6.位图（Bitmaps）

基于字符串类型，可以对每个位进行操作。

7.超日志（HyperLogLogs）

用于基数统计，可以估算集合中的唯一元素数量。

8.流（Streams）

用于消息队列和日志存储，支持消息的持久化和时间排序。