Redis資料

?Redis是什么？

Redis(Remote Dictionary?Server)是一個開源的、基于內存的鍵值數據庫，支持多種數據結構，可用作數據庫、緩存和消息中間件。主要特點包括：

基于內存操作，讀寫性能極高
支持持久化，可將內存數據保存到磁盤
支持主從復制和高可用集群
提供豐富的數據結構和操作命令

Redis為什么這么快？

內存操作：數據存儲在內存中，訪問速度比磁盤快幾個數量級
單線程模型：避免多線程上下文切換和鎖競爭
IO多路復用：使用epoll/kqueue等機制實現高效網絡通信
高效數據結構：專門優化的數據結構實現（如SDS、跳躍表等）
單線程模型也造成cpu不能充分利用

Redis數據結構

1. 五種基本數據類型及使用場景

數據類型	特點	使用場景
String	二進制安全，最大512MB	緩存、計數器、分布式鎖
List	雙向鏈表，元素可重復	消息隊列、最新消息排行
Hash	鍵值對集合	存儲對象、購物車
Set	無序唯一集合	標簽、共同好友
ZSet	有序集合(帶分數)	排行榜、延時隊列

2. 特殊數據類型

BitMap：二值統計（簽到、在線狀態）
HyperLogLog：基數統計（UV統計）
GEO：地理位置（附近的人）
Stream：消息流（替代Kafka）

3. 底層數據結構實現
String：SDS(簡單動態字符串)，支持動態擴容和二進制安全
List：3.2版本前使用ziplist或linkedlist，3.2后統一使用quicklist
Hash：ziplist(元素少時)或hashtable
Set：intset(整數集合)或hashtable
ZSet：ziplist或skiplist+dict組合

三、Redis持久化機制

1. RDB與AOF對比

維度	RDB	AOF
原理	定時快照	記錄寫操作日志
性能	高(二進制壓縮)	較低(文本追加)
恢復速度	快	慢(需重放命令)
數據完整性	可能丟失最后一次快照后的數據	更可靠
文件大小	小	大

四、Redis高可用架構

1. 主從復制

作用：數據冗余、讀寫分離、故障恢復
同步過程：
- 全量同步：從節點初次連接時，主節點生成RDB發送給從節點
- 增量同步：主節點將寫命令發送給從節點

2. 哨兵模式(Sentinel)

是一種用于構建高可用性 Redis 集群的解決方案。它通過監控 Redis 實例的狀態并自動進行故障轉移，提供了客戶端重定向機制以確保應用程序可以正常訪問 Redis

功能：監控、自動故障轉移、配置中心

圖片轉載自

3. Redis Cluster

數據分片：16384個slot，每個節點負責部分slot
優點：支持海量數據存儲和高并發寫
限制：不支持跨slot事務，多key操作需使用hash tag

五、Redis緩存問題與解決方案
1. 緩存穿透
現象：查詢不存在的數據，繞過緩存直接訪問數據庫
解決方案：
布隆過濾器攔截
緩存空對象(設置短過期時間)

對業務參數進行校驗，不合法的值直接返回
2. 緩存擊穿
現象：熱點key過期瞬間，大量請求直接訪問數據庫
解決方案：
互斥鎖(如Redis分布式鎖)
熱點數據永不過期
3. 緩存雪崩
現象：大量key同時過期，導致請求直接訪問數據庫
解決方案：
設置隨機過期時間，均勻分布key的失效時間
多級緩存
熔斷降級機制