Redis 是什么？

Redis 的定义？

  百度百科: Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

  中文官网: Redis是一个开源（BSD许可），内存存储的数据结构服务器，可用作数据库，高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合，位图，hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能，同时通过Redis Sentinel提供高可用，通过Redis Cluster提供自动分区。

简单来说: Redis 是一个高性能的 key-value 数据库。

Redis 出现的背景

磁盘时代

很久之前，我们的数据存储方式是磁盘存储，每个磁盘都有一个磁道。每个磁道有很多扇区，一个扇区接近512Byte。

磁盘的寻址速度是毫秒级的，带宽是GB/MB的。内存是ns级的，带宽也比磁盘大上好几个数量级。总体来说，磁盘比内存在寻址上慢了接近10W倍。

在这段历史中，我们的面临的问题是，I/O问题。在读写文件时，我们常常面临很大的I/O成本问题。但是最初有个最初的解决方案是加一个buffer。

数据库的产生

数据库技术就是为了解决磁盘的I/O瓶颈。为了解决这个问题，我们将磁盘扇区分为4K的一个个小的分区，构成索引。有了这些索引值，我们就能通过索引进行更便捷的查找。为了能否更快的查找，我们将索引使用B+树进行存储。

key-value 数据库的产生

随着互联网的发展，我们面临了一个新的问题。如何才能抵挡高并发，以及大数据导致的查找变慢呢？（注意，数据量变大，仅仅影响多数据查找，单数据查找并不会影响性能。我们的业务逻辑，通常是多条数据查找，所以才会有瓶颈）

高并发意味着每秒的查询数量很大, 传统的基于数据库(磁盘)查找的问题就出来了,磁盘IO很明显不能有效支撑高并发查询.(比如,通常单机的MYSQL服务器只能支撑几千的并发请求,当然不同配置的机器肯定有所差异)

于是我们的基于内存存储的 key-value 数据库产生了

Redis 优势

• 性能极高: Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
• 丰富的数据类型: Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
• 原子: Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
• 丰富的特性: Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis与其他key-value存储有什么不同？

Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。

Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，应为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是， 相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。 同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

Redis 可以做什么?

• 热点数据缓存

  • 头条新闻
  • 微博热议
  • 最新评论等等

• 分布式数据共享

  • Session数据
  • 共享配置

• 分布式锁

  • 抢票系统,剩余票数
  • 秒杀活动,商品库存

• 全局ID

  • int类型，incrby，利用原子性 incrby userid 1000 分库分表的场景，一次性拿一段

• 计数器

  • int类型，incr方法例如：文章的阅读量、微博点赞数、允许一定的延迟，先写入Redis再定时同步到数据库

• 限流

  • 以访问者的ip和其他信息作为key，访问一次增加一次计数，超过次数则返回false

• 消息队列

  • List提供了两个阻塞的弹出操作：blpop/brpop，可以设置超时时间
  • blpop：blpop key1 timeout 移除并获取列表的第一个元素，如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
  • brpop：brpop key1 timeout 移除并获取列表的最后一个元素，如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
  • 队列：先进先除：rpush blpop，左头右尾，右边进入队列，左边出队列
  • 栈：先进后出：rpush brpop

• 抽奖

  • 自带一个随机获得值spop myset