Redis 详细介绍

1. Redis 是什么？

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的键值对（Key-Value）数据库。它支持多种数据结构，可以用作：

数据库
缓存
消息中间件
队列

Redis 是完全开源免费的，使用 C 语言编写，遵守 BSD 协议，是一个高性能的 key-value 数据库。

2. Redis 的特点和功能

2.1 数据结构丰富

String（字符串）
Hash（哈希）
List（列表）
Set（集合）
Sorted Set（有序集合）
Bitmap（位图）
HyperLogLog（基数统计）
GEO（地理信息定位）

2.2 功能特性

支持数据持久化
支持主从复制
支持事务
支持 Lua 脚本
支持发布/订阅模式
支持键过期策略
支持多种客户端语言

3. Redis 为什么能这么快？

Redis 的速度可以达到 10 万+ 的 QPS(每秒查询次数) 但它却进程却是单线程模型,因为 redis 完全是基于内存操作,CPU 不是 redis 的瓶颈,redis 最大的瓶颈可能是机器的内存和网络的带宽;

基于内存操作
- 数据存储在内存中，读写速度快
- 避免了磁盘 I/O 的开销
单线程模型
- 避免了多线程的上下文切换和竞争条件
- 不需要考虑各种锁的问题
- 单线程处理命令，保证了原子性
高效的数据结构
- 使用哈希表作为底层实现
- 优化的数据结构设计
- 合理的内存分配策略
I/O 多路复用
- 使用 epoll 作为 I/O 多路复用技术的实现
- 非阻塞 I/O
- 单线程处理多个客户端连接

4. Redis 持久化

为什么需要持久化

比如 redis 里有 10gb 数据，突然停电或者意外宕机了，再启动的时候 10gb 都没了！所以需要持久化，宕机后再通过持久化文件将数据恢复。

4.1 RDB 快照（Redis Database）

按照指定的时间间隔对数据进行快照存储
优点：
- 文件紧凑，适合备份
- 恢复速度快
- 适合大规模数据恢复
缺点：
- 可能丢失最后一次快照后的数据
- 不适合频繁写入场景

4.2 AOF 文件（Append Only File）

记录所有写操作命令
优点：
- 数据安全性高
- 可读性好
缺点：
- 文件体积大
- 恢复速度慢

5. Redis 缓存的淘汰策略

策略	说明	适用场景
noeviction	不淘汰，内存不足时报错	对数据一致性要求高的场景
allkeys-lru	所有键中最近最少使用的淘汰	热点数据访问场景
volatile-lru	设置了过期时间的键中最近最少使用的淘汰	需要过期时间的场景
allkeys-random	所有键中随机淘汰	数据访问均匀的场景
volatile-random	设置了过期时间的键中随机淘汰	需要过期时间的随机淘汰场景
volatile-ttl	设置了过期时间的键中即将过期的淘汰	优先淘汰即将过期的数据

6. Redis 集群模式选择

提示

redis 集群有三种模式 1.主从复制 2.哨兵模式 3.Cluster 集群模式

主从复制：选取有三台（奇数）服务器，一主两从，主节点负责写入，从节点负责读取，达到读写分离，此时三台集群上的数据一致，但是有个不好的点在于当主节点挂了的话，就需要人为操作，来重启主节点。
哨兵模式：哨兵模式在原有主从复制的基础上加了哨兵机制，简单理解就是监测各个节点活性，假如主节点挂了，还可以自动重启主节点。
Cluster 集群模式：将数据均分到所有主节点上。与主从复制不同，集群中的节点不存储全量数据，而是分片存储。这种方式适合数据量较大的场景，可以均摊服务器压力