介绍了Redis的基础知识，这应该是每个人都会的，不会有什么高深的东西，也不会介绍底层原理

基础知识

如何安装Redis

见菜鸟教程Redis安装

为什么需要使用Reids

因为传统的关系型数据库以及不能适用于所有场景了，比如APP首页的访问流量高峰场景，这种流量的并发级别很容易把数据库打穿，所以我们需要引入缓存中间件，市面上主要有两种缓存中间件：Redis 和 Memcached

为什么使用Redis

我们来介绍一下 Redis 和 Memcached。

Memcached

特点

• 在处理请求时采用多线程异步IO的方式，可以合理利用多核CPU的优势
• 功能简单，使用内存存储数据
• 失效的策略采用延迟失效，就是当再次使用数据时检查是否失效；
• 当容量存满时，会对缓存中的数据进行剔除，剔除时除了会对过期 key 进行清理，还会按 LRU 策略对数据进行剔除。

缺点：

• key 不能超过 250 个字节；
• value 不能超过 1M 字节；
• key 的最大失效时间是 30 天；
• 只支持 K-V 结构，不提供持久化和主从同步功能。

Reids

• 与 MC 不同的是，Redis 采用单线程模式处理请求。这样做的原因有 2 个：一个是因为采用了非阻塞的异步事件处理机制；另一个是缓存数据都是内存操作 IO 时间不会太长，单线程可以避免线程上下文切换产生的代价。
• Redis 支持持久化，所以 Redis 不仅仅可以用作缓存，也可以用作 NoSQL 数据库。
• 相比 MC，Redis 还有一个非常大的优势，就是除了 K-V 之外，还支持多种数据格式，例如 list、set、sorted set、hash 等。
• Redis 提供主从同步机制，以及 Cluster 集群部署能力，能够提供高可用服务。

Redis基础功能

我们从以下几个方面来介绍Redis的基础功能

1. 基础数据结构
2. 扩展功能
3. 数据持久化方式
4. key失效机制
5. 淘汰策略

基础数据结构

Redis提供了一下五种基础数据结构：String 、List 、 Set 、 Hash 、 SortedSet，下面我们来分别介绍这几种数据结构吧

String

string就是最基本的k-v结构，在Redis的实现中直接存放在DB结构中的数据部分，如果直接使用String就可以实现绝大部份功能，甚至说所有功能，在真实开发环境中就有很多同事喜欢把数据Json格式话之后直接存放在Redis中，这里不说对错，每个团队都有每个团队的规范。

下面我们来看下Redis的适用场景：

• 计数器
• 共享用户Session

List

List是有序列表，比如通过List存储一些列表行为的数据，比如说文章列表等，基于Redis还可以实现简单的分页功能。

适用场景

• 简单的消息队列
• 文章列表或者分页数据的展示

Set

Set是无序集合，并且集合元素是不重复的。并且Set支持查询交集、并集、差集等操作。比如说我们来尝试一下查询共同好友

hash

hash是类似与Map的一种结构

SortedSet

Sorted set 是排序的 Set，去重但可以排序，写进去的时候给一个分数，自动根据分数排序。

有序集合的使用场景与集合类似，但是set集合不是自动有序的，而Sorted set可以利用分数进行成员间的排序，而且是插入时就排序好。所以当你需要一个有序且不重复的集合列表时，就可以选择Sorted set数据结构作为选择方案。

• 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。
• 用Sorted Sets来做带权重的队列，比如普通消息的score为1，重要消息的score为2，然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。

扩展功能

Bitmap :

位图是支持按 bit 位来存储信息，可以用来实现 布隆过滤器（BloomFilter）；

HyperLogLog:

供不精确的去重计数功能，比较适合用来做大规模数据的去重统计，例如统计 UV；

Geospatial:

可以用来保存地理位置，并作位置距离计算或者根据半径计算位置等。有没有想过用Redis来实现附近的人？或者计算最优地图路径？

pub/sub：

功能是订阅发布功能，可以用作简单的消息队列。

Pipeline：

可以批量执行一组指令，一次性返回全部结果，可以减少频繁的请求应答。

Lua：

Redis 支持提交 Lua 脚本来执行一系列的功能。

事务：

最后一个功能是事务，但 Redis 提供的不是严格的事务，Redis 只保证串行执行命令，并且能保证全部执行，但是执行命令失败时并不会回滚，而是会继续执行下去。

Stream：

Redis Stream 是 Redis 5.0 版本新增加的数据结构。

Redis Stream 主要用于消息队列（MQ，Message Queue），Redis 本身是有一个 Redis 发布订阅 (pub/sub) 来实现消息队列的功能，但它有个缺点就是消息无法持久化，如果出现网络断开、Redis 宕机等，消息就会被丢弃。

简单来说发布订阅 (pub/sub) 可以分发消息，但无法记录历史消息。

而 Redis Stream 提供了消息的持久化和主备复制功能，可以让任何客户端访问任何时刻的数据，并且能记住每一个客户端的访问位置，还能保证消息不丢失。

数据持久化方式

Redis提供了AOF和RDB两种数据持久化方式，RDB是把内存中的数据集以快照的方式来写入磁盘，实际操作是使用 fork 子进程执行，采用二进制压缩存储，而AOF则是以文本日志的方式记录Redis处理的每一个写入或者删除操作。

RDB 把整个 Redis 的数据保存在单一文件中，比较适合用来做灾备，但缺点是快照保存完成之前如果宕机，这段时间的数据将会丢失，另外保存快照时可能导致服务短时间不可用。

AOF 对日志文件的写入操作使用的追加模式，有灵活的同步策略，支持每秒同步、每次修改同步和不同步，缺点就是相同规模的数据集，AOF 要大于 RDB，AOF 在运行效率上往往会慢于 RDB。

Key失效机制

Reids的key可以设置过期时间，采用主动、被动删除策略，主动即定期随机删除一些过期key，被动则是每次访问的时候删除。

淘汰策略

精选文章 Redis的内存淘汰策略

Redis的内存淘汰策略

我们知道Redis是基于内存的key-value数据库，因为系统的内存大小有限，所以我们在使用Redis的时候可以配置Redis能使用的最大的内存大小。

1、通过配置文件配置

通过在Redis安装目录下面的redis.conf配置文件中添加以下配置设置内存大小。

//设置Redis最大占用内存大小为100M
maxmemory 100mb

redis的配置文件不一定使用的是安装目录下面的redis.conf文件，启动redis服务的时候是可以传一个参数指定redis的配置文件的。

2、通过命令修改

Redis支持运行时通过命令动态修改内存大小

//设置Redis最大占用内存大小为100M
127.0.0.1:6379> config set maxmemory 100mb
//获取设置的Redis能使用的最大内存大小
127.0.0.1:6379> config get maxmemory

如果不设置最大内存大小或者设置最大内存大小为0，在64位操作系统下不限制内存大小，在32位操作系统下最多使用3GB内存

Redis的内存淘汰

Redis定义了几种策略用来处理这种情况：

• noeviction(默认策略)：对于写请求不再提供服务，直接返回错误（DEL请求和部分特殊请求除外）
• allkeys-lru：从所有key中使用LRU算法进行淘汰
• volatile-lru：从设置了过期时间的key中使用LRU算法进行淘汰
• allkeys-random：从所有key中随机淘汰数据
• volatile-random：从设置了过期时间的key中随机淘汰
• volatile-ttl：在设置了过期时间的key中，根据key的过期时间进行淘汰，越早过期的越优先被淘汰

当使用volatile-lru、volatile-random、volatile-ttl这三种策略时，如果没有key可以被淘汰，则和noeviction一样返回错误。