Redis 基础

Redis 是什么

Redis，英文全称是 Remote Dictionary Server（远程字典服务），是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

与 MySQL 数据库不同的是，Redis 的数据是存在内存中的。它的读写速度非常快，每秒可以处理超过10万次读写操作。因此 Redis 被 广泛应用于缓存，另外，Redis 也经常用来做分布式锁。除此之外，Redis支持事务、持久化、LUA 脚本、LRU 驱动事件、多种集群方案。

Redis 数据结构

Redis 作为常见数据结构类型有：

• String 字符串：Redis 中最基础的数据结构类型，它是二进制安全的，可以存储图片或者序列化的对象，值最大存储为 512M。
• Hash 哈希：在 Redis中，哈希类型是指v（值）本身又是一个键值对（k-v）结构。
• List 列表：用来存储多个有序的字符串，一个列表最多可以存储 2^32-1 个元素。
• Set 集合：集合（set）类型也是用来保存多个的字符串元素，但是不允许重复元素。
• Zset 有序集合：已排序的字符串集合，同时元素不能重复。

此外，Redis还有三种特殊的数据结构类型：

• Geo：地理位置定位，用于存储地理位置信息，并对存储的信息进行操作。
• HyperLogLog：用来做基数统计算法的数据结构，如统计网站的 UV。
• Bitmaps ：用一个比特位来映射某个元素的状态，在 Redis 中，它的底层是基于字符串类型实现的，可以把 bitmaps 成作一个以比特位为单位的数组。

高性能的 Redis

• 基于内存存储实现：Redis基于内存存储实现的数据库，相对于数据存在磁盘的 MySQL 数据库，省去磁盘I/O的消耗。
• 高效的数据结构：Redis 每种数据结构都是经过精心设计，力求高效的。例如 String 底层使用 SDS 简单动态字符串。
• 合理的数据编码：每种基本类型可能对多种数据结构。什么时候使用什么样数据结构使用什么样编码，是设计者总结优化的结果。
• 合理的线程模型：而Redis使用用 epoll 作为 I/O 多路复用技术的实现。并且，Redis 自身的事件处理模型将 epoll 中的连接、读写、关闭都转换为事件，不在网络I/O上浪费过多的时间。Redis 是单线程模型的，而单线程避免了 CPU 不必要的上下文切换和竞争锁的消耗。Redis 6.0 引入了多线程提速，它的执行命令操作内存的仍然是个单线程。
• 虚拟内存机制：Redis直接自己构建了VM机制 ，不会像一般的系统会调用系统函数处理，会浪费一定的时间去移动和请求。

Redis 使用场景

• 缓存：Redis 常常被用来缓存热点数据，不仅可以提升网站的访问速度，还可以降低数据库 DB 的压力。
• 统计：Redis 可以实现排行榜，统计网站流量，做计数器，使用 Bitmaps 实现上亿数据量场景下的用户登录统计。
• 分布式锁：在并发量高的场合中，利用数据库锁来控制资源的并发访问，会影响数据库的性能，可以使用setnx来实现分布式的锁。
• 消息队列：Redis提供了发布/订阅及阻塞队列功能，能实现一个简单的消息队列系统。另外，这个不能和专业的消息中间件相比。