Redis简介 #

┌─────────────────────────────────────────┐
│              Redis 架构                  │
├─────────────────────────────────────────┤
│  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐ │
│  │ 客户端1  │  │ 客户端2  │  │ 客户端N  │ │
│  └────┬────┘  └────┬────┘  └────┬────┘ │
│       │            │            │       │
│       └────────────┼────────────┘       │
│                    ▼                    │
│       ┌─────────────────────┐          │
│       │   Redis Server      │          │
│       │   (内存存储)         │          │
│       └─────────────────────┘          │
│                    │                    │
│       ┌────────────┴────────────┐      │
│       ▼                         ▼      │
│  ┌─────────┐              ┌─────────┐  │
│  │ RDB文件  │              │ AOF文件  │  │
│  │ (快照)   │              │ (日志)   │  │
│  └─────────┘              └─────────┘  │
└─────────────────────────────────────────┘

传统数据库 vs Redis

传统数据库：
┌─────────────────────────────────────┐
│  应用 → 网络 → 数据库 → 磁盘读取    │
│         延迟：10-100ms              │
└─────────────────────────────────────┘

Redis：
┌─────────────────────────────────────┐
│  应用 → 网络 → Redis → 内存读取     │
│         延迟：0.1-1ms               │
└─────────────────────────────────────┘

Redis性能指标：

读操作：110,000次/秒
写操作：81,000次/秒

原因：
1. 纯内存操作
2. 单线程避免上下文切换
3. IO多路复用
4. 高效的数据结构

所有Redis命令都是原子性的：

示例：INCR命令
┌─────────────────────────────────────┐
│ 客户端A: INCR counter               │
│ 客户端B: INCR counter               │
│                                     │
│ 结果：counter = 2（不会出现竞争）   │
└─────────────────────────────────────┘

Redis提供两种持久化方式：

1. RDB（快照）
   ┌─────────────────────────────────┐
   │ 定时将内存数据保存到磁盘        │
   │ 文件小，恢复快                  │
   │ 可能丢失部分数据                │
   └─────────────────────────────────┘

2. AOF（日志）
   ┌─────────────────────────────────┐
   │ 记录每个写操作                  │
   │ 数据更安全                      │
   │ 文件较大                        │
   └─────────────────────────────────┘

# 设置键的过期时间
SET session:123 "user_data" EX 3600

# 10秒后自动删除
EXPIRE key 10

# 查看剩余时间
TTL key

缓存架构：

┌──────────┐     ┌──────────┐     ┌──────────┐
│  客户端   │────▶│  Redis   │────▶│  数据库   │
└──────────┘     └──────────┘     └──────────┘
                      │
                      ▼
               缓存命中直接返回
               缓存未命中查数据库
               并写入缓存

# 缓存示例
SET user:1001 '{"name":"John","age":25}' EX 3600
GET user:1001

分布式会话：

┌──────────┐     ┌──────────┐
│  服务器A  │     │  服务器B  │
└────┬─────┘     └────┬─────┘
     │                │
     └────────┬───────┘
              ▼
       ┌──────────┐
       │  Redis   │
       │ 会话存储  │
       └──────────┘

# 使用ZSet实现排行榜
ZADD leaderboard 100 user:1
ZADD leaderboard 200 user:2
ZADD leaderboard 150 user:3

# 获取前10名
ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES

# 文章阅读量
INCR article:1001:views

# 点赞数
INCR article:1001:likes

# 分布式ID生成
INCR global:next_id

# 使用List实现简单队列
LPUSH queue:email "email_data"
RPOP queue:email

# 使用Stream实现消息队列
XADD mystream * field1 value1
XREAD COUNT 2 STREAMS mystream 0

# 简单分布式锁
SET lock:resource "unique_value" NX EX 30

# 释放锁（需要Lua脚本保证原子性）
EVAL "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end" 1 lock:resource "unique_value"

✓ 高性能缓存
✓ 会话存储
✓ 排行榜/计数器
✓ 消息队列
✓ 实时系统
✓ 社交网络
✓ 地理位置应用

✗ 数据量超过内存容量
✗ 需要复杂SQL查询
✗ 需要完整ACID事务
✗ 数据安全性要求极高