Redis

Redis 简介

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的 内存数据结构存储系统，由 Salvatore Sanfilippo 开发，广泛应用于 缓存、消息队列、实时分析 等场景。它支持 键值（Key-Value）存储，并提供 字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set） 等多种数据结构，具备 高性能、低延迟、持久化 等特性，是当前最流行的 NoSQL 数据库 之一。

核心特性

1. 内存存储与高性能
   • 数据存储在 内存 中，读写速度达 微秒级（10万+ QPS）
   • 单线程模型（Redis 6.0+ 支持多线程 I/O）避免锁竞争
2. 丰富的数据结构
   • String：文本、数字、二进制数据
   • Hash：字段-值映射（如用户属性）
   • List：双向链表（实现队列、栈）
   • Set：无序唯一集合（去重、交集/并集运算）
   • Sorted Set：带权重的有序集合（排行榜）
3. 持久化机制
   • RDB（快照）：定时全量备份（二进制压缩存储）
   • AOF（追加日志）：记录所有写操作（更高数据安全性）
4. 高可用与扩展性
   • Redis Sentinel：自动故障检测与主从切换
   • Redis Cluster：分布式集群（16384 个哈希槽）
   • 支持水平扩展（分片）
5. 多功能扩展
   • 发布/订阅（Pub/Sub）：轻量级消息队列
   • Lua 脚本：原子性执行复杂逻辑
   • Stream：消息流（类似 Kafka）
6. 多语言客户端
   • 支持 Java、Python、Go、Node.js 等主流语言

核心概念

典型应用场景

1. 缓存加速
   • 减轻数据库压力（如 MySQL 热点数据缓存）
2. 会话存储（Session）
   • 分布式系统共享用户状态
3. 排行榜与计数器
   • 使用 Sorted Set 实现实时排名（如游戏积分榜）
4. 消息队列
   • 通过 List（LPUSH/RPOP）或 Stream 实现异步任务
5. 实时数据分析
   • 统计 UV（HyperLogLog）、地理位置（GEO）

快速入门示例

1. 启动 Redis

# Docker 快速启动
docker run -d --name redis -p 6379:6379 redis:7.0

# 命令行连接
redis-cli
> SET foo "Hello Redis"
> GET foo  # 输出 "Hello Redis"

2. Java 客户端（Lettuce）

RedisClient client = RedisClient.create("redis://localhost");
StatefulRedisConnection<String, String> connection = client.connect();
RedisCommands<String, String> commands = connection.sync();

commands.set("user:1001", "{name:'Alice',age:28}");
String user = commands.get("user:1001");

3. Python 操作哈希表

import redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379)

# 存储哈希
r.hset("user:1002", mapping={"name": "Bob", "email": "[email protected]"})
print(r.hgetall("user:1002"))  # 输出 {'name': b'Bob', 'email': b'[email protected]'}

性能优化建议

1. 内存管理
   • 使用 ziplist 压缩小数据（配置 hash-max-ziplist-entries 512）
   • 监控 used_memory 避免 OOM
2. 持久化配置
   • 混合模式：aof-use-rdb-preamble yes（RDB+AOF 优势结合）
3. 集群设计
   • 每个分片至少 1主1从，保证高可用
   • 避免大 Key（如 Value > 1MB）
4. 客户端优化
   • 使用 连接池（如 JedisPool）复用连接
   • 批量操作时启用 Pipeline