Redis（一）基础

Redis是什么✨

Redis是一个数据库，不过与传统关系性数据库（RDBM）不同，Redis属于NoSQL，也就是非关系型数据库，它的存储结构是Key-Value。或者说Redis是一个基于内存、支持多种数据结构的存储系统。Redis的数据直接存在内存中，读写速度非常快，因此 Redis被广泛应用于缓存，消息队列、分布式锁等场景。

Redis 提供了多种数据类型来支持不同的业务场景，比如 String(字符串)、Hash(哈希)、 List (列表)、Set(集合)、Zset(有序集合)、Bitmaps（位图）、HyperLog（基数统计）、GEO（地理信息）、Stream（流），并且对数据类型的操作都是原子性的，因为执行命令由单线程负责的，不存在并发竞争的问题。

除此之外，Redis 还支持事务、持久化、Lua 脚本、多种集群方案（主从复制模式、哨兵模式、切片机群模式）、发布/订阅模式，内存淘汰机制、过期删除机制等等。

Redis为什么这么快✨✨✨

Redis 基于内存，内存的访问速度比磁盘快很多
Redis 内置了多种优化过后的数据类型/结构实现，性能非常高
- 整个 Redis 就是一个全局哈希表，他的时间复杂度是 O(1)；
- 对数据存储进行了优化，如压缩表，listpack，对短数据进行压缩存储，再如，跳表，使用有序的数据结构加快读取的速度。
Redis对数据的操作是单线程的，不存在资源竞争问题，避免抢锁带来的性能消耗
Redis使用多路复用技术，可以处理并发的连接。采用了epoll+Reactor。通过epoll，内核会一直监听多个 Socket 上的连接请求或数据请求。一旦有请求到达，就会交给 Redis 线程处理，假如说 Redis 拿到了可读写的描述符，就会执行对应的读写操作；如果 Redis 拿到了创建连接的文件描述符，就会完成连接的初始化，然后准备监听这个连接上的读写事件。这就实现了一个 Redis 线程处理多个 IO 流的效果。（（四）Redis线程模型 - 一打木 (taitres.com)）
Redis使用RESP协议，实现简单、解析快、人类可读（例如一个SET 命令：*3\r\n$3\r\nSET\r\n$3\r\nkey\r\n$5\r\nvalue\r\n）

Note
那既然都这么快了，为什么不直接用 Redis 当主数据库呢？主要是因为内存成本太高且 Redis 提供的数据持久化仍然有数据丢失的风险。

Redis 和 Memcached 的区别和共同点？✨✨

共同点：

都是基于内存的数据库，一般都用来当做缓存使用；
都有过期策略；
两者的性能都非常高。

区别：

数据类型：Redis 支持更丰富的数据类型（支持更复杂的应用场景）（String、Hash、List、Set、ZSet），而 Memcached 只支持最简单的 key-value 数据类型；
数据持久化：Redis 支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用，而 Memcached 没有持久化功能，数据全部存在内存之中，Memcached 重启或者挂掉后，数据就没了；
集群模式支持：Redis 原生支持集群模式，Memcached 没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据；
特性支持：Redis 支持发布订阅模型、Lua 脚本、事务等功能，而 Memcached 不支持。并且，Redis 支持更多的编程语言；
过期数据删除：Memcached 过期数据的删除策略只用了惰性删除，而 Redis 同时使用了惰性删除与定期删除。

为什么要用 Redis？（为什么用 Redis 作为 MySQL 的缓存？）✨

为什么要用 Redis：访问速度快，高并发，功能全面（Redis 除了可以用作缓存之外，还可以用于分布式锁、限流、消息队列、延时队列等场景）

为什么用 Redis 作为 MySQL 的缓存：MySQL是数据库系统，对于数据的操作需要访问磁盘，而将数据放在Redis中，需要访问就可以直接从内存获取，避免磁盘I/O，提高操作的速度。使用Redis+MySQL结合的方式可以有效提高系统QPS（Redis 单机的 QPS 能轻松破 10w，而 MySQL 单机的 QPS 很难破 1w）

什么是 Redis Module？有什么用？

通过 Module 来扩展其功能以满足特殊的需求。这些 Module 以动态链接库（so 文件）的形式被加载到 Redis 中

我们每个人都可以基于 Redis 去定制化开发自己的 Module，比如实现搜索引擎功能、自定义分布式锁和分布式限流。

如：

RediSearchopen in new window：用于实现搜索引擎的模块
RedisJSONopen in new window：用于处理 JSON 数据的模块
RedisBloomopen in new window：用于实现布隆过滤器的模块

如何理解Redis原子性操作原理

API：Redis提供的API都是单线程串行处理的
网络模型：采用单线程的epoll的网络模型，用来处理多个Socket请求
请求处理：Redis会fork子进程来出来类似于RDB和AOF的操作，不影响主进程工作