Redis基本介绍

一、什么是Redis？
1、基于内存的NoSQL数据库,性能远超数据库，能达到每秒十几万次的读写操作；
2、支持集群、分布式、主从同步，支持一定的事务；
3、Redis性能优越的原因：
（1）基于ANSIC语言编写，接近于汇编的机器语言，运行快速；
（2）基于内存的读写，速度快于基于磁盘的读写；
（3）只有6种数据结构，规则较少。
二、Redis能做什么？
1、缓存
（1）现实应用中，读操作比写操作多（一般读写比1:9–3:7之间）；
（2）是否使用Redi的3点考虑：
业务数据是否常用，命中率如何？低命中则不用；
读操作和写操作哪个多，需要频繁写入数据库则不用；
业务数据大小如何？存储几百兆的文件则缓存压力太大，不用。
（3）Redi缓存逻辑：

第一次读取Redis会失败，触发程序读取数据库，并把数据写入Redis；
第二次及以后读取数据时，直接读取Redis。

（4）Redis写逻辑：

更新或写入的操作，需要多个Redis的操作；
如果业务数据写多于读，没有必要使用Redis

2、高速读写场合
（1）需要高速读写的场合：商品秒杀、抢红包、双十一、春运抢票等；
一瞬间会有成千上万的请求到达服务器，如果使用数据库，则要执行成千上万条的sql；
（2）应对办法：异步写入数据库
把需要高速读写的数据缓存到Redis，满足一定条件时触发写入数据库。

当一个请求到达服务器，首先取Redis读写数据，没有操作数据库；
当某个条件达到（比如抢购商品剩余个数为0、抢红包余额为0），则触发批量操作数据库。
三、为什么用Redis？
Spring中实现缓存的几种方式：
1、JVM内置缓存：
Java中实现缓存的方式有很多，比如用static hashMap基于内存缓存的jvm内置缓存，简单不实用，保对象的有效性和周期无法控制，容易造成内存急剧上升。常用的有Oscache（主要针对jsp页面）,Ehcache（主要针对数据库访问层）,Jcache,Jbosscache等等。
缺点：容易内存溢出、没有持久化（服务重启后丢失）、线程安全、多个服务器（多个jvm）之间的数据不能共享。
2、java操作eache：
（1）ehcache 主要是对数据库访问的缓存，相同的查询语句只需查询一次数据库，从而提高了查询的速度，使用Spring的AOP可以很容易实现这一功能。
缺点：有可能产生数据不一致的情况，清除缓存可解决。
（2）oscache 主要是对页面的缓存，可以整页或者指定网页某一部分缓存，同时指定他的过期时间，这样在此时间段里面访问的数据都是一样的
3、Redis：效率高，支持事务，集群、主从同步等。

四、基本数据结构
1、String:
使用场景：
（1）缓存功能：字符串最经典的使用场景，redis缓存层，Mysql储存层，绝大部分请求数据都是 redis中获取，由于redis具有支撑高并发特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压力的作用。
（2）计数器：许多运用都会使用redis作为计数的基础工具，他可以实现快速计数、查询缓存的功能，同时数据可以一步落地到其他的数据源。如：视频播放数系统就是使用redis作为视频播放数计数的基础组件。
（3）共享session：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户信息的访问均衡到不同服务器上，用户刷新一次访问可能会需要重新登录，为避免这个问题可以用redis将用户session集中管理， 在这种模式下只要保证redis的高可用和扩展性，每次获取用户更新或查询登录信息都直接从redis集中获取。
（4）限速：处于安全考虑，每次进行登录时让用户输入手机验证码，为了短信接口不被频繁访问， 会限制用户每分钟获取验证码的频率。
2、List：列表类型是用来储存多个有序的字符串，列表中的每个字符串成为元素（element）,一个列表最多可以储存2的32次方-1个元素，在redis中，可以队列表两端插入（pubsh）和弹出（pop），还可以获取指定范围的元素列表、获取指定索引下表的元素等，列表是一种比较灵活的数据结构，它可以充当栈和队列的角色，在实际开发中有很多应用场景。
优点：
列表的元素是有序的，这就意味着可以通过索引下标获取某个或某个范围内的元素列表。
列表内的元素是可以重复的。
使用场景：
（1）消息队列： redis的lpush+brpop命令组合即可实现阻塞队列，生产者客户端是用lupsh从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用brpop命令阻塞时的“抢”列表尾部的元素，多个客户端保证了消费的负载均衡 和高可用性。
（2）文章列表：每个用户都有属于自己的文章列表，现在需要分页展示文章列表，此时可以考虑使用列表，列表不但有序同时支持按照索引范围获取元素。
（3）使用列表技巧：
lpush+lpop=Stack(栈)
lpush+rpop=Queue（队列）
lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合）
lpush+brpop=Message Queue（消息队列）
3、Hash：在redis中哈希类型是指键本身又是一种键值对结构，
如 value={{field1,value1},…{fieldN,valueN}} 。
使用场景：
哈希结构相对于字符串序列化缓存信息更直观，且在更新操作上更加便捷。所以常常用于用户信息等管理，但是哈希类型和关系型数据库有所不同，哈希类型是稀疏的，而关系型数据库是完全结构化的，关系型数据库可以做复杂的关系查询，而redis去模拟关系型复杂查询开发困难，维护成本高。
4、Set：集合类型也是用来保存多个字符串的元素，但和列表不同的是集合中不允许有重复的元素，并且集合中的元素是无序的，不能通过索引下标获取元素，redis除了支持集合内的增删改查，同时还支持多个集合取交集、并集、差集，并合理的使用好集合类型，能在实际开发中解决很多实际问题。
使用场景：
（1）标签（tag）：集合类型比较典型的使用场景，如一个用户对娱乐、体育比较感兴趣，另一个可能对新闻感兴趣，这些兴趣就是标签，有了这些数据就可以得到同一标签的人，以及用户的共同爱好的标签，这些数据对于用户体验以及曾强用户粘度比较重要。
（用户和标签的关系维护应该放在一个事物内执行，防止部分命令失败造成数据不一致）
sadd=tagging（标签）
spop/srandmember=random item（生成随机数，比如抽奖）
sadd+sinter=social Graph(社交需求)
5、Zset：有序集合和集合有着必然的联系，他保留了集合不能有重复成员的特性，但不同的是，有序集合中的元素是可以排序的，但是它和列表的使用索引下标作为排序依据不同的是，它给每个元素设置一个分数，作为排序的依据。
（有序集合中的元素不可以重复，但是csore可以重复，就和一个班里的同学学号不能重复，但考试成绩可以相同）
使用场景：
（1） 排行榜：有序集合经典使用场景。例如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜，榜单维护可能是多方面：按照时间、按照播放量、按照获得的赞数等。
6、基数（HyperLoglog）：一种算法，基数并不是存储元素，二十给某一个有重复元素的数据集合评估需要的空间单元数。