Redis 概览

一、Redis 核心概念

  1. 定义与定位
    Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的内存键值数据库，支持多种数据结构（字符串、哈希、列表等），兼具缓存、消息队列、分布式锁等功能，适用于高性能、高并发场景。

  2. 核心特性

    • 高性能：单机读写吞吐量达 10万+ QPS（因内存存储与非阻塞I/O）。
    • 丰富的数据类型：
      • String：文本、计数器（INCR）
      • Hash：对象属性存储（如用户信息）
      • List：消息队列（LPUSH/RPOP）
      • Set：去重集合（共同好友）
      • Sorted Set：排行榜（ZADD/ZRANGE）
      • 扩展类型：Bitmap（位操作）、HyperLogLog（基数统计）。
    • 持久化：
      • RDB：定时快照，恢复快但可能丢数据。
      • AOF：记录写操作日志，数据更安全。
    • 原子性：所有操作单命令原子，事务（MULTI/EXEC）支持多命令原子执行。

二、基础用法与命令示例

1. 数据类型操作

# String（缓存/计数器）
SET user:1001:name "Alice" EX 3600  # 设置带过期时间
GET user:1001:name
INCR article:2001:views

# Hash（存储对象）
HSET user:1001 age 25 city "Beijing"
HGETALL user:1001

# List（消息队列）
LPUSH tasks "task1"
RPOP tasks

# Sorted Set（排行榜）
ZADD leaderboard 95 "Alice" 80 "Bob"
ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES  # 取TOP3

2. 管理命令

KEYS user:*        # 匹配键（生产慎用）
EXPIRE key 60      # 设置过期
DEL key            # 删除键
INFO memory        # 监控内存

3. Java 集成示例

// Spring Boot 配置
@Bean
public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate() {
    RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
    template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory());
    template.setValueSerializer(new Jackson2JsonRedisSerializer<>(Object.class));
    return template;
}

// 分布式锁实现
public boolean tryLock(String key, String value, long expireSec) {
    return redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value, expireSec, TimeUnit.SECONDS);
}

三、进阶学习路线

1. 高级特性

主题内容重点
持久化调优RDB/AOF混合配置、fsync策略（everysec平衡性能与安全）
集群架构主从复制 → 哨兵（故障转移）→ Cluster分片（数据水平扩展）
Lua脚本原子执行复杂逻辑（如库存扣减）
Stream消息队列替代Pub/Sub，支持消费者组（XADD/XREADGROUP）

2. 性能优化

  • 内存管理：
    • 使用ziplist压缩小哈希，避免BigKey（单Key数据过大）。
    • 配置maxmemory-policy allkeys-lru淘汰旧数据。
  • 高并发优化：
    • Pipeline批量命令减少网络往返。
    • 连接池配置（如maxTotal=20）。

3. 运维与监控

  • 监控指标：
    INFO stats      # 命令统计
SLOWLOG GET 10  # 慢查询分析
  • 告警工具：Prometheus + Grafana 可视化内存、命中率等。

四、典型应用场景与案例

  1. 缓存加速

    • 场景：数据库查询结果缓存（如商品详情）。
    • 案例：南航机票查询响应从 7秒 → 100ms。

  2. 分布式锁

    • 实现：SETNX key value EX 30（原子设值+过期防死锁）。

  3. 实时排行榜

    • 实现：Sorted Set按分数排序（如游戏积分榜）。

  4. 社交网络

    • 案例：新浪微博用 Hash 存关注列表，Sorted Set 生成热门微博 TopN。

  5. 消息队列

    • 方案：List 实现简单队列，Stream 支持多消费者。

五、学习路线与资源

30 天进阶计划

阶段重点内容资源推荐
基础（1周）数据类型、持久化、Java集成https://redis.io/commands
进阶（2周）集群架构、Lua脚本、性能调优《Redis设计与实现》（黄健宏）
高级（3周）源码分析（SDS字典、事件循环）https://github.com/huangz1990/redis-3.0-annotated

总结

Redis 的核心价值在于平衡高性能与功能多样性：

  • 基础层：熟练使用数据类型与持久化是基石。
  • 进阶层：集群设计与调优支撑高并发场景（如秒杀系统）。
  • 专家层：源码理解（如单线程事件模型）解决深度性能瓶颈。

学习建议：先掌握缓存与会话管理等高频场景，再逐步深入分布式架构与源码，结合实战项目（如实现购物车或排行榜）巩固知识。

最后更新: