Redis 基础教程
一个 基于内存 的 Key-Value 数据库，支持持久化，读写极快，常用于缓存、消息队列、分布式系统。
- 延迟：微秒级
- QPS：10w～50w+
- 采用 I/O 多路复用 + 单线程模型（执行命令仍是单线程）
Redis 的高性能来自四点：
- 完全基于内存操作
- 单线程避免锁竞争
- I/O 多路复用（epoll）处理大量连接
- 高效的数据结构（不是“字符串”，是 SDS、自研的哈希表等）
- 命令执行：单线程
- 网络处理（从 6.0 开始）：I/O 多线程
- 后台任务（RDB/AOF 重写）：独立线程
核心逻辑仍是单线程，这才保证高性能与一致性。
Redis 内部使用 对象系统 + 编码（encoding）
常见编码方式：
- raw（普通字符串）
- embstr（短字符串优化）
- int（整数优化）
- hash（ziplist / hashtable）
- listpack、skiplist（ZSet）
即：Redis 是高度工程化的数据结构库。
- String（字符串 / 数值 / 缓存）
- Hash（对象）
- List（队列）
- Set（去重集合）
- Sorted Set（排行榜、有序集合）
每个都有自己的底层结构和适用场景。
- Bitmap（位图：签到、活跃用户）
- HyperLogLog（UV 统计：固定 12KB）
- GEO（地理位置：底层 ZSet）
- Stream（消息队列：持久化 MQ）
- 周期性把内存保存为二进制文件
- 恢复快
- 会丢失最近一次快照之后的数据
- 写命令追加日志
- 丢数据少
- 文件会越来越大（支持重写）
生产一般：RDB + AOF 混合模式（默认）
当内存满了，Redis 要清理 key。
常见策略：
- volatile-lru
- allkeys-lru（做缓存常用）
- volatile-ttl
- noeviction（不建议使用，会直接报错）
- 核心命令执行：一条主线程
- I/O：多线程（处理读写）
- 持久化：后台线程
优点：无锁竞争、高性能、实现简单
缺点：命令阻塞会卡住整个 Redis（如 KEYS、SMEMBERS 大 key）
一次发送多条命令，减少网络 RTT
适用于：批量写、批量读
注意：
- Pipeline 不是原子操作
- 不同于事务、Lua
使用：
MULTI
...
EXEC
特点：
- 不支持回滚（非 ACID）
- 只保证命令按顺序执行
生产不常用，通常改用 Lua + 原子。
Redis 中最强大的原子操作方式：
优势：
- 逻辑在服务器侧执行（减少 RTT）
- 所有命令原子性执行
适用：
- 分布式锁释放
- 限流（滑动窗口）
- 批处理
- 16384 槽位（hash slot）
- key 按槽分配到不同节点
- 自带主从和自动故障迁移
客户端必须支持 cluster 协议，否则无法访问分片数据。
- 第一次：全量同步（RDB 文件 + 增量命令）
- 后续：增量同步（命令流）
- 断点恢复：offset + runid
从库基本是只读，用于分流读请求。
查询不存在的数据导致一直打到数据库
解决：布隆过滤器 / 空值缓存
大量 key 同时过期
解决：随机 ttl / 多级缓存
热点 key 过期瞬间被高并发请求击溃
解决：互斥锁 / 永不过期 + 后台异步更新
Redis = 内存数据库 + 高性能数据结构库 + 缓存系统 + 持久化引擎 + 分布式消息队列 + 分布式协调组件
核心能力包括：
- 单线程极速架构
- 高效数据结构
- 多种持久化
- 高可用（主从 / Sentinel / Cluster）
- 高性能（百万 QPS）
- 丰富模型（锁、限流、队列）