我們最常使用的應(yīng)用，如淘寶、京東、抖音、微信等，全都是使用數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲。尤其是在接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民越來越多的情況下，業(yè)務(wù)系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)面臨大量的數(shù)據(jù)請求，在一些大促場景，更會(huì)面臨突然間的請求量劇增，需要系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成上萬次的讀/寫操作，單個(gè)數(shù)據(jù)庫、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫也難以承受該數(shù)據(jù)量，因此需要多類型的數(shù)據(jù)庫一起使用，充分利用數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高并發(fā)，保障用戶體驗(yàn)。

而眾多數(shù)據(jù)庫中，Redis便是程序員們最親睞、使用最多的數(shù)據(jù)庫，在各大企業(yè)招聘中也要求受聘者掌握redis的使用，疫情逐漸穩(wěn)定，大量的招聘機(jī)會(huì)襲來，趕快來查漏補(bǔ)缺Redis（定義、特征、原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、常用場景），看看還有哪塊兒不太熟悉，趕緊惡補(bǔ)，拿下心儀的offer吧～

Redis是什么？

Redis是一種內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，Nosql非關(guān)系型數(shù)據(jù)。

按照數(shù)據(jù)存儲的位置在磁盤還是內(nèi)存，可以把數(shù)據(jù)庫分為磁盤數(shù)據(jù)庫（如Mysql、Oracle）、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫（如Redis）。對于磁盤數(shù)據(jù)庫來說，數(shù)據(jù)庫的事務(wù)操作機(jī)制成熟可靠，但是因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲在磁盤上，占用消耗的系統(tǒng)資源比較多、數(shù)據(jù)存取的速度比較慢、數(shù)據(jù)存取時(shí)間不一致且難以預(yù)測，所以當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大時(shí)就產(chǎn)生了新的解決方案，即把數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存上，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫存取速度很快、數(shù)據(jù)一致、存取時(shí)間也易于預(yù)測，缺點(diǎn)就是內(nèi)存比較貴，所以目前互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫與磁盤數(shù)據(jù)庫搭配在用。

按照存儲的數(shù)據(jù)關(guān)系模型把數(shù)據(jù)庫又拆分為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如Mysql、Oracle）、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Redis、MongoDB）、大數(shù)據(jù)（HIve、Hbase、Clickhouse）。早期的時(shí)候，應(yīng)用數(shù)據(jù)量不大，只使用數(shù)據(jù)庫就可以存儲所有數(shù)據(jù)并且保障良好的性能，但后來隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，應(yīng)用數(shù)據(jù)量蹭蹭蹭的劇增導(dǎo)致于一個(gè)數(shù)據(jù)庫也不夠用了，運(yùn)維們開始把數(shù)據(jù)庫進(jìn)行主從復(fù)制，讀寫分離，分庫分表，并且在應(yīng)用訪問和數(shù)據(jù)庫之間加了緩存層，把常調(diào)用的熱數(shù)據(jù)都放在緩存層，這緩存層就是Nosql非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

Redis典型特征

Redis的典型特征便是單線程。在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)高并發(fā)的情況下，大部分應(yīng)用程序、算法都是采用多線程思想，提高執(zhí)行的并發(fā)度，然而redis卻是使用單線程模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且能承受住每秒幾百萬的請求量，那么為什么redis采用單線程設(shè)計(jì)呢？

Redis采用單線程模型來設(shè)計(jì)的原因主要有三個(gè)：

1. 單線程模型維護(hù)性更好，便于開發(fā)和調(diào)試；

2. 單線程模型也能很好的處理用戶請求；

3. Redis運(yùn)行的操作性能瓶頸都不是CPU。

首先我們需要對齊一個(gè)概念，無論單線程還是多線程模型，設(shè)計(jì)的初衷都是保障系統(tǒng)的高性能。但是在采用了多線程模型后。就必須要同時(shí)引入并發(fā)控制來保證多個(gè)線程同時(shí)訪問程序的正確性，需要程序員額外去維護(hù)并發(fā)控制的代碼，加鎖，處理死鎖問題等，這樣提高了研發(fā)成本。

其次使用單線程模型也不等于系統(tǒng)不能并發(fā)的處理任務(wù)。在Redis中采用了I/O多路復(fù)用機(jī)制來并發(fā)處理客戶端的多個(gè)請求，并同時(shí)等待多個(gè)連接發(fā)送的請求。使用I/O多路復(fù)用技術(shù)可以減少系統(tǒng)的開銷，并且不需要額外創(chuàng)建和維護(hù)線程監(jiān)聽客戶端的大量連接，減少了服務(wù)器的開發(fā)和維護(hù)成本。并且使用多線程也會(huì)帶來性能的下降，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要去保存加載線程的上下文從而帶來額外的開銷。

最后因?yàn)镽edis是內(nèi)存型數(shù)據(jù)庫，所以它的瓶頸一般不在CPU上，而多線程模型主要是在于并發(fā)的使用CPU資源，所以并不需要多線程去充分利用CPU資源。只需要管控好網(wǎng)路I/O來處理網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來的延遲和等待客戶端的數(shù)據(jù)傳輸即可。

Redis基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Redis有五種基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分別是strings字符串，hashes散列，lists列表，sets集合，sortedsets有序集合。

strings字符串類型支持setkey vaule設(shè)置值、getkey獲取某個(gè)key的值、msetkey1 value1 key2 value2批量設(shè)置值、mgetkey1 key2批量獲取值、incrkey自增指定的值、decrkey自減指定的值。

Hash支持hsetkey field value設(shè)置字典中某個(gè)key的值、hmsetkey field1 value1 field2 value2批量設(shè)置值、hget.

Keyfield獲取字典中某個(gè)key的值、hgetallkey獲取全部值、hmsetkey field1 field2 批量獲取值。

List即列表，支持lpushkey item1 item2 item3 從左往右入棧、rpushkey item1 item2 item3從右入棧、lpopkey從左出棧、rpopkey從右出棧、linsert key before|after item newitem在指定元素的前面或后面添加元素、lremkey count value刪除指定個(gè)數(shù)值為value的元素。

Set類型里面的元素不能重復(fù)，還可以對集合取交集和并集，通過Set可以實(shí)現(xiàn)取不同用戶之間的共同好友、溝通愛好等。saddkey value添加某個(gè)元素、sdelkey value刪除某個(gè)元素、sismemberkey value判斷是否是集合中的元素、srandmemberkey value隨機(jī)獲取指定個(gè)數(shù)的元素、stopkey count從集合中隨機(jī)彈出元素、scardkey獲取集合個(gè)數(shù)、sinterset1 set2獲取所有集合的交集、skiffset1 set2獲取所有集合的差集、sunionset1 set2獲取所有集合中的并集。

Zset是一個(gè)有序集合，通過它可以實(shí)現(xiàn)比如學(xué)生成績排行榜、視頻播放量排行榜等功能。

Redis使用場景

Redis基于內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)，并且底層由C語言開發(fā)，因此可以極大的提高查詢性能。Redis常用的場景包括緩存、時(shí)效性控制、計(jì)數(shù)器、社交列表、記錄用戶判定信息、熱門列表與排行榜、最新動(dòng)態(tài)、消息隊(duì)列等。

緩存-對于熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，用戶可能需要經(jīng)常訪問，把數(shù)據(jù)放在Redis后，用戶就可以快速獲取數(shù)據(jù)。

時(shí)效性控制-我們注冊某個(gè)app或網(wǎng)站時(shí)，經(jīng)常都是需要驗(yàn)證碼，并且超過多少分鐘后就不能使用。

計(jì)數(shù)器-我們經(jīng)常看的點(diǎn)贊數(shù)、瀏覽數(shù)、收藏?cái)?shù)、分享數(shù)，利用redis遞增便可實(shí)現(xiàn)。

社交列表-我們經(jīng)常看的用戶點(diǎn)贊列表、用戶分享列表、用戶收藏列表、用戶粉絲列表使用redis的hash類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便可實(shí)現(xiàn)。

記錄用戶判定信息-我們有時(shí)候需要知道用戶是否點(diǎn)贊、是否收藏、是否分享等，使用redis便可實(shí)現(xiàn)。

排行榜-根據(jù)某個(gè)value進(jìn)行排序，可以獲取最新、最熱、點(diǎn)擊率最高的排名列表。

最新動(dòng)態(tài)-按照時(shí)間順序排列獲取最新動(dòng)態(tài)。

消息隊(duì)列-通過redis的list類型中的push、POP功能，可以實(shí)現(xiàn)消息中間件功能.

今天帶大家復(fù)（xue）習(xí)（xi）了redis，包含定義、典型特征及背后原因、常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、使用場景等。在找實(shí)習(xí)、找工作的過程中，如果再有面試官問到你Redis，再也不用心慌慌啦！