想玩转Redis？这些基础和进阶知识你得先搞明白才行

整理自微信公众号“程序员小灰”的推文《想玩转Redis？这些知识你得先搞明白》以及博客园“匠心独运”系列文章）

Redis到底是什么？

你可以把Redis理解成一个“超级快”的字典（或键值对）服务器，它跟MySQL那种需要硬盘的数据库不一样，它的数据主要放在内存里，所以读写速度极快，每秒能处理几十万次请求，它常被用来做缓存（把常用的数据放这里，减轻后面大数据库的压力），也可以当简单的消息队列用。（来源：程序员小灰）

Redis支持哪些常见的数据类型？（来源：程序员小灰 & 匠心独运博客）

别以为Redis只能存简单的字符串，它支持好几种数据结构,这也是它强大的地方：

1. String（字符串）：最基础的类型，可以存文本、数字甚至图片序列化后的数据，比如存个用户昵称：set user:1:name "张三"。
2. List（列表）：一个有序的字符串列表，你可以从左边或右边插入/弹出元素，像排队一样,常用来做消息队列或最新消息列表。
3. Hash（哈希）：适合存储对象，比如一个用户信息有姓名、年龄、城市，你可以用一个Hash来存：hset user:1 name "张三" age 30 city "北京",这样比存多个独立的String更高效。
4. Set（集合）：一个无序且元素唯一的集合，可以用来存文章的标签，或者求两个用户的共同好友（求交集）。
5. Sorted Set（有序集合）：和Set类似，但每个元素都关联一个分数（score），可以根据分数排序，排行榜功能最适合用它,比如根据游戏分数给玩家排名。

为什么Redis这么快？（来源：匠心独运博客）

1. 内存存储：这是最主要的原因,直接读写内存比读写硬盘快好几个数量级。
2. 单线程模型：你可能觉得多线程更快，但Redis核心操作是单线程的，这避免了多线程复杂的竞争和上下文切换问题，使得操作非常利索,新版本在一些非核心操作上也用了多线程。
3. 高效的数据结构：Redis自己实现了一套精良的数据结构，比如简单动态字符串、跳跃表等,都是为了速度而优化的。
4. I/O多路复用：这个词听起来复杂，但你可以理解为一个大管家（一个线程）能同时监听很多个网络连接，哪个连接有活来了就马上处理，避免了无谓的等待,网络IO效率很高。

进阶知识：持久化（来源：程序员小灰 & 匠心独运博客）

既然数据都在内存里，万一服务器断电或者重启了，数据不就全没了吗？Redis提供了两种主要的“持久化”机制,把数据存到硬盘上以防万一：

1. RDB（快照）：在特定的时间间隔，把内存里的数据完整地拍一张“快照”保存到硬盘上，恢复的时候直接读入内存就行，很快，缺点是如果两次快照之间宕机,会丢失那段时间的数据。
2. AOF（追加日志）：把每一次写操作命令都记录到一个日志文件里，当Redis重启时，会重新执行一遍日志里的所有命令来恢复数据，这样数据丢失的风险很低（可以配置成每秒同步一次），但日志文件会比较大,恢复速度也比RDB慢。

生产环境通常会把两者结合使用，用AOF保证数据安全,用RDB做冷备或快速恢复。

进阶知识：缓存问题（来源：匠心独运博客）

用Redis做缓存时,会遇到几个经典问题：

• 缓存穿透：有人一直请求一个数据库中根本不存在的数据（比如不存在的用户ID），请求会每次都绕过缓存打到数据库上，可能把数据库压垮。解决办法：即使查不到数据，也在缓存里存个空值（并设置短一点的过期时间）,或者用布隆过滤器提前判断数据是否存在。
• 缓存击穿：某个非常热点的数据过期了，这时大量请求同时涌来，全部打到数据库上。解决办法：设置热点数据永不过期，或者使用互斥锁（比如Redis的setnx命令），只让一个请求去数据库查,其他请求等待。
• 缓存雪崩：大量缓存数据在同一时间大面积过期，或者Redis服务宕机，导致所有请求都涌向数据库。解决办法：给缓存过期时间加上随机值，避免同时过期；或者搭建Redis集群（主从复制、哨兵模式）实现高可用。

Redis还有其他高级玩法（来源：程序员小灰）

除了做缓存,Redis还能干很多事：

• 分布式锁：在分布式系统中，多个服务节点要协调时，可以用Redis的setnx命令来实现一个简单的分布式锁,保证同一时间只有一个节点能执行关键操作。
• 消息队列：利用List的push和pop命令，可以实现一个简单的消息队列，更复杂的可以用Pub/Sub（发布/订阅）功能。

Redis看似简单，但要想真正“玩转”，从基础的数据类型到持久化、缓存策略、高可用架构等进阶知识都需要深入了解,希望这些点能给你一个清晰的学习路线。