redis 基础知识点汇总

本文涉及的内容参考下面的大纲，另外版本的问题一般都会指出来。

正文

1. 思维导图

简单了做了一个思维导图，详细内容往后看。

2. 详解

下面针对思维导图列出的大纲，展开说明。

2.1 常用的 5 种数据类型

Redis 是基于 C 语言开发的, 不同的数据类型都对应有不同的数据结构, 因为本人对 Java 比较熟悉, 如果用 Java 中的数据结构描述这下面这些数据类型，会是如下这样：

• string 字符串 string 是最简单的数据结构, 内部表示就是一个 字符数组 另外, redis 的字符串是动态字符串,有点类似 Java 的 ArrayList, 感兴趣的可以详细了解下。
• list Redis 的 list 类似于 Java 中的 LinkedList, 因此 list 的插入和删除操作相对很快, 根据索引查询很慢。
• hash Redis 的 hash 相当于 Java 中的 HashMap, 是一个无需字典, 内部存储为多个键值对。
• set Redis 的 set 相当于 Java 中的 HashSet, 因此它的值是无序的,唯一的
• sortedset sortedset 一方面保证了集合中元素的唯一性,另一方面通过给每个元素设置一个 score(作为排序的依据),实现了排序功能,

上面采用了类比的方式, 描述了 redis 的五种数据类型, 具体用 C 语言如何表示, 可以去下载源码了解一下。

2.2 常用的命令

2.2.1 数据的存储操作

下面是 5 种常用数据类型的部分常用操作指令，查询全部命令，请参考 redis 官网

• string key 为 用户 id, value 为用户具体信息(用 JSON 串表示)

  • 保存或更新一个键值对： SET user_id user_info(json字符串)
  • 取出 key 对应的值：GET user_id
  • 删除一条数据： DEL user_id

• list 存储一个用户列表, 列表元素为用户姓名

  • 将一个或多个值插入到列表头部 LPUSH user_list zhangsan lisi wangwu
  • 移出并获取列表的第一个元素 LPOP name

• hash 存储用户购物车内容, 大 key 为 用户id, 小 key 为商品 id, value 为商品数量

  • 保存一个键-值对 HSET 用户id 商品id 商品数量
  • 删除一个哈希表字段 HDEL 用户id 商品id

• set 存储用户信息, 存储内容为用户姓名, 用户姓名不能重复

  • 向集合添加一个成员 SADD name zhangsan
  • 移除并返回集合中的一个随机元素 SPOP name

• sortedset 存储内容同 set 集合一样, 但是增加一个条件,按照年龄排序,

  • 向有序集合添加一个或者更新已存在成员分数 ZADD name 22 zhangsang
  • 返回有序集中，成员的分数值 ZSCORE name zhangsan

上面提到的应用示例只是举例, 是否合理自行判断。

2.2.2 其他运维命令

• keys 一次性查询满足条件的所有key
• scan redis 2.8 版本加入的指令，可以通过游标分步查询，不会阻塞线程
• info 查看内存
• select db-index 选择对应的库, redis 默认 database 为 16, 因此 db-index 为 0-15
• flushdb 清空数据库

2.3 数据持久化方式

所谓持久化就是把数据保存到磁盘上，redis 数据持久化方式有两种 rdb 和 aof。

详情请参考之前的两篇文章：

Redis 数据持久化 - RDB 和 AOF 简单介绍

Redis 持久化方式 - RDB 和 AOF 配置及 rewrite 机制

2.4 缓存淘汰策略

上面的思维导图中列出的 redis 的缓存淘汰策略有 6 种，redis 4.0 增加两种。

详情请参考前面的文章：

redis 的 maxmemory 配置以及 缓存淘汰策略

2.5 redis 高性能的原因

纯内存操作 Redis 将数据放在内存中，内存中的数据存取更快

非阻塞I/O Redis 使用 epoll 作为 I/O 多路复用技术的实现，在加上Redis自身的事件处理模型将epoll中的链接、读写、关闭都转换为事件，不在网络I/O上浪费过多的时间；

单线程 避免了线程切换和锁产生的消耗。

2.6 redis 事务

类似关系型数据库 Mysql 那样, 具有事务操作 begin, commit, rollback 指令操作, redis 也有类似的事务操作指令, 分别是 multi, exec, discard,

• multi 表示事务的开始
• exec 表示事务的执行
• discard 表示丢弃事务

在执行 exec指令之前，执行的所有的指令都会缓存在一个事务队列中， 一旦执行了 exec指令后，才会开始执行整个事务队列的所有指令，最后返回所有指令的运行结果。

> multi
OK
> incr num
QUEUED
> incr num
QUEUED
> exec
(integer)1
(integer)2

另外，redis 事务在遇到指令执行失败时，不会影响后面的指令执行，但是 redis 提供了一个 discard指令， 用于 丢弃 事务缓存队列中 剩余的所有指令。

2.7 redis 部署方式

Redis 主从复制-sentinel 部署参考之前的一篇文章 redis 主从 + 哨兵模式集群部署（3台机器）

另外还有一种 redis-cluster . 这几种方式各有各的优缺点, 具体根据自己的业务需求去选择。

2.8 其他

• 缓存穿透

当用户想要查询一个数据，redis 缓存没有命中，于是向持久层数据库（比如 mysql）查询，发现也没有，结果查询失败。当查询次数很多的时，就会给持久层数据库造成很大的压力，这时候就相当于出现了缓存穿透。

• 缓存击穿

指一个热点 key，被大量并发集中访问，当这个 key 在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞

• 缓存雪崩

当系统的 cache 层因为某种问题不能正常工作了。就导致所有的请求都会达到持久层，此时持久层的调用量会暴增，造成持久层挂掉的情况。

总结

上面对 redis 的基本知识点做了简单的梳理，详情还需要有针对性地去了解， 因为每个知识点如果展开讲，都能占用大量篇幅。

另附 redis 参考书籍：

《redis 实战》

《redis 深度探险》

《redis 设计与实现》