淘寶京東抖音微信都在用的Redis究竟是什么樣呢？

我們最常使用的應用，如淘寶、京東、抖音、微信等，全都是使用數(shù)據(jù)庫來進行數(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)務系統(tǒng)經(jīng)常會面臨大量的數(shù)據(jù)請求，在一些大促場景，更會面臨突然間的請求量劇增，需要系統(tǒng)在極短的時間內(nèi)完成上萬次的讀/寫操作，單個數(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)點實現(xiàn)高并發(fā)，保障用戶體驗。

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，大量的招聘機會襲來，趕快來查漏補缺Redis（定義、特征、原理、數(shù)據(jù)結構、常用場景），看看還有哪塊兒不太熟悉，趕緊惡補，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)庫的事務操作機制成熟可靠，但是因為數(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)存取時間不一致且難以預測，所以當數(shù)據(jù)量比較大時就產(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、存取時間也易于預測，缺點就是內(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)關系模型把數(shù)據(jù)庫又拆分為關系型數(shù)據(jù)庫（如Mysql、Oracle）、非關系型數(shù)據(jù)庫（Redis、MongoDB）、大數(shù)據(jù)（HIve、Hbase、Clickhouse）。早期的時候，應用數(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)務的快速發(fā)展，應用數(shù)據(jù)量蹭蹭蹭的劇增導致于一個數(shù)據(jù)庫也不夠用了，運維們開始把數(shù)據(jù)庫進行主從復制，讀寫分離，分庫分表，并且在應用訪問和數(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)務高并發(fā)的情況下，大部分應用程序、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行設計，并且能承受住每秒幾百萬的請求量，那么為什么redis采用單線程設計呢？

Redis采用單線程模型來設計的原因主要有三個：

1. 單線程模型維護性更好，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運行的操作性能瓶頸都不是CPU。

首先我們需要對齊一個概念，無論單線程還是多線程模型，設計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。就必須要同時引入并發(fā)控制來保證多個線程同時訪問程序的正確性，需要程序員額外去維護并發(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。在Redis中采用了I/O多路復用機制來并發(fā)處理客戶端的多個請求，并同時等待多個連接發(fā)送的請求。使用I/O多路復用技術可以減少系統(tǒng)的開銷，并且不需要額外創(chuàng)建和維護線程監(jiān)聽客戶端的大量連接，減少了服務器的開發(fā)和維護成本。并且使用多線程也會帶來性能的下降，因為操作系統(tǒng)在執(zhí)行任務時需要去保存加載線程的上下文從而帶來額外的開銷。

最后因為Redis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基礎數(shù)據(jù)結構

Redis有五種基本的數(shù)據(jù)結構，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設置值、getkey獲取某個key的值、msetkey1 value1 key2 value2批量設置值、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設置字典中某個key的值、hmsetkey field1 value1 field2 value2批量設置值、hget.

Keyfield獲取字典中某個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刪除指定個數(shù)值為value的元素。

Set類型里面的元素不能重復，還可以對集合取交集和并集，通過Set可以實現(xiàn)取不同用戶之間的共同好友、溝通愛好等。saddkey value添加某個元素、sdelkey value刪除某個元素、sismemberkey value判斷是否是集合中的元素、srandmemberkey value隨機獲取指定個數(shù)的元素、stopkey count從集合中隨機彈出元素、scardkey獲取集合個數(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是一個有序集合，通過它可以實現(xiàn)比如學生成績排行榜、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、時效性控制、計數(shù)器、社交列表、記錄用戶判定信息、熱門列表與排行榜、最新動態(tài)、消息隊列等。

緩存-對于熱點數(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)。

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

計數(shù)器-我們經(jīng)?？吹狞c贊數(shù)、瀏覽數(shù)、收藏數(shù)、分享數(shù)，利用redis遞增便可實現(xiàn)。

社交列表-我們經(jīng)?？吹挠脩酎c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)結構便可實現(xiàn)。

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

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

最新動態(tài)-按照時間順序排列獲取最新動態(tài)。

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

今天帶大家復（xue）習（xi）了redis，包含定義、典型特征及背后原因、常用的數(shù)據(jù)結構、使用場景等。在找實習、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！