Redis入门 - Redis概念和基础

Redis是一种支持key-value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存，事件发布或订阅，高速队列等场景。支持网络，提供字符串，哈希，列表，队列，集合结构直接存取，基于内存，可持久化。

• Redis入门 - Redis概念和基础
  • 什么是Redis
    • 官方资料
  • 为什么要使用Redis
  • Redis的使用场景
    • 热点数据的缓存
    • 限时业务的运用
    • 计数器相关问题
    • 分布式锁
    • 延时操作
    • 排行榜相关问题
    • 点赞、好友等相互关系的存储
    • 简单队列
  • 参考文章

什么是Redis

Redis是一款内存高速缓存数据库。Redis全称为：Remote Dictionary Server（远程数据服务），使用C语言编写，Redis是一个key-value存储系统（键值存储系统），支持丰富的数据类型，如：String、list、set、zset、hash。

Redis是一种支持key-value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存，事件发布或订阅，高速队列等场景。支持网络，提供字符串，哈希，列表，队列，集合结构直接存取，基于内存，可持久化。

官方资料

Redis官网:http://redis.io/

Redis官方文档:http://redis.io/documentation

Redis教程:http://www.w3cschool.cn/redis/redis-intro.html

Redis下载:http://redis.io/download

为什么要使用Redis

一个产品的使用场景肯定是需要根据产品的特性，先列举一下Redis的特点：

• 读写性能优异
  • Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s （测试条件见下一节）。
• 数据类型丰富
  • Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
• 原子性
  • Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
• 丰富的特性
  • Redis支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等特性。
• 持久化
  • Redis支持RDB, AOF等持久化方式
• 发布订阅
  • Redis支持发布/订阅模式
• 分布式
  • Redis Cluster

（PS: 具体再结合下面的使用场景理解下）

下面是官方的bench-mark根据如下条件获得的性能测试（读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s）

• 测试完成了50个并发执行100000个请求。
• 设置和获取的值是一个256字节字符串。
• Linux box是运行Linux 2.6,这是X3320 Xeon 2.5 ghz。
• 文本执行使用loopback接口(127.0.0.1)。

Redis的使用场景

redis应用场景总结redis平时我们用到的地方蛮多的，下面就了解的应用场景做个总结：

热点数据的缓存

缓存是Redis最常见的应用场景，之所有这么使用，主要是因为Redis读写性能优异。而且逐渐有取代memcached，成为首选服务端缓存的组件。而且，Redis内部是支持事务的，在使用时候能有效保证数据的一致性。

作为缓存使用时，一般有两种方式保存数据：

• 读取前，先去读Redis，如果没有数据，读取数据库，将数据拉入Redis。
• 插入数据时，同时写入Redis。

方案一：实施起来简单，但是有两个需要注意的地方：

• 避免缓存击穿。（数据库没有就需要命中的数据，导致Redis一直没有数据，而一直命中数据库。）
• 数据的实时性相对会差一点。

方案二：数据实时性强，但是开发时不便于统一处理。

当然，两种方式根据实际情况来适用。如：方案一适用于对于数据实时性要求不是特别高的场景。方案二适用于字典表、数据量不大的数据存储。

限时业务的运用

redis中可以使用expire命令设置一个键的生存时间，到时间后redis会删除它。利用这一特性可以运用在限时的优惠活动信息、手机验证码等业务场景。

计数器相关问题

redis由于incrby命令可以实现原子性的递增，所以可以运用于高并发的秒杀活动、分布式序列号的生成、具体业务还体现在比如限制一个手机号发多少条短信、一个接口一分钟限制多少请求、一个接口一天限制调用多少次等等。

分布式锁

这个主要利用redis的setnx命令进行，setnx："set if not exists"就是如果不存在则成功设置缓存同时返回1，否则返回0 ，这个特性在俞你奔远方的后台中有所运用，因为我们服务器是集群的，定时任务可能在两台机器上都会运行，所以在定时任务中首先 通过setnx设置一个lock，
如果成功设置则执行，如果没有成功设置，则表明该定时任务已执行。 当然结合具体业务，我们可以给这个lock加一个过期时间，比如说30分钟执行一次的定时任务，那么这个过期时间设置为小于30分钟的一个时间就可以，这个与定时任务的周期以及定时任务执行消耗时间相关。

在分布式锁的场景中，主要用在比如秒杀系统等。

延时操作

比如在订单生产后我们占用了库存，10分钟后去检验用户是够真正购买，如果没有购买将该单据设置无效，同时还原库存。 由于redis自2.8.0之后版本提供Keyspace Notifications功能，允许客户订阅Pub/Sub频道，以便以某种方式接收影响Redis数据集的事件。 所以我们对于上面的需求就可以用以下解决方案，我们在订单生产时，设置一个key，同时设置10分钟后过期， 我们在后台实现一个监听器，监听key的实效，监听到key失效时将后续逻辑加上。

当然我们也可以利用rabbitmq、activemq等消息中间件的延迟队列服务实现该需求。

排行榜相关问题

关系型数据库在排行榜方面查询速度普遍偏慢，所以可以借助redis的SortedSet进行热点数据的排序。

比如点赞排行榜，做一个SortedSet, 然后以用户的openid作为上面的username, 以用户的点赞数作为上面的score, 然后针对每个用户做一个hash, 通过zrangebyscore就可以按照点赞数获取排行榜，然后再根据username获取用户的hash信息，这个当时在实际运用中性能体验也蛮不错的。

点赞、好友等相互关系的存储

Redis 利用集合的一些命令，比如求交集、并集、差集等。

在微博应用中，每个用户关注的人存在一个集合中，就很容易实现求两个人的共同好友功能。

简单队列

由于Redis有list push和list pop这样的命令，所以能够很方便的执行队列操作。

参考文章

• https://baike.baidu.com/item/Redis/6549233?fr=aladdin
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/29665317
• https://www.jianshu.com/p/40dbc78711c8

知识体系

知识体系

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首先，我们通过学习Redis的概念基础，了解它适用的场景。

• Redis入门 - Redis概念和基础
  • Redis是一种支持key-value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存，事件发布或订阅，高速队列等场景。支持网络，提供字符串，哈希，列表，队列，集合结构直接存取，基于内存，可持久化。

其次，这些适用场景都是基于Redis支持的数据类型的，所以我们需要学习它支持的数据类型；同时在redis优化中还需要对底层数据结构了解，所以也需要了解一些底层数据结构的设计和实现。

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最后，就是具体的实践以及实践中遇到的问题和解决方法了：在不同版本中有不同特性，所以还需要了解版本；以及性能优化，大厂实践等。

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学习资料

• Redis官网:http://redis.io/

• Redis官方文档:http://redis.io/documentation

• Redis教程:http://www.w3cschool.cn/redis/redis-intro.html

• Redis下载:http://redis.io/download

• redis英文文档 https://redis.io/topics/data-types

• redis中文文档 http://www.redis.cn/documentation.html

• 《redis设计与实现 3.0版本》 http://redisbook.com/index.html

• redis菜鸟教程 https://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html

• redis源码解读 3.2.8版本 https://blog.csdn.net/men_wen/article/details/75668345

除此之外，我还推荐你看下 极客时间 《Redis核心技术与实战》（作者：蒋德钧）的相关内容，它是我看到的为数不多的含有实战经验比较多的专栏，部分文章中图片也来源于这个系列。

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