redis

Redis是什么？

Redis是NoSQL数据库。Redis是一个使用ANSI C编写的开源、包含多种数据结构、支持网络、基于内存、可选持久性的键值对存储数据库，其具备如下特性：

• 基于内存运行，性能高效
• 支持分布式，理论上可以无限扩展
• key-value存储系统
• 开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、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

相比于其他数据库类型，Redis具备的特点是：

• C/S通讯模型
• 单进程单线程模型
• 丰富的数据类型
• 操作具有原子性
• 持久化
• 高并发读写
• 支持lua脚本

应用场景

缓存系统（“热点”数据：高频读、低频写）、计数器、消息队列系统、需要高速读/写的场合使用它快速读/写（排行榜、社交网络和实时系统，）；

redis数据类型

Redis提供的数据类型主要分为5种数据类型：String类型、哈希类型、列表类型、集合类型和顺序集合类型。Redis 所有的数据结构都是以唯一的?key?字符串作为名称，然后通过这个唯一?key?值来获取相应的?value?数据。不同类型的数据结构的差异就在于?value?的结构不一样。

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压缩列表是列表键和哈希键的底层实现之一。当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数，要么就是长度比较短的字符串，Redis就会使用压缩列表来做列表键的底层实现

string类型：

是一个二进制安全的字符串不仅能够存储字符串、还能存储图片、视频等多种类型, 最大长度支持512M。String类型的数据结构存储方式有三种int、raw、embstr

C语言 char[] 的四个问题

• 字符数组必须先给目标变量分配足够的空间，否则可能会溢出
• 查询字符数组长度 时间复杂度O(n)
• 长度变化，需要重新分配内存
• 通过从字符串开始到结尾碰到的第一个\0来标记字符串的结束，因此不能保存图片、音频、视频、压缩文件等二进制(bytes)保存的内容，二进制不安全

redis SDS

• 不用担心内存溢出问题，如果需要会对 SDS 进行扩容
• 因为定义了 len 属性，查询数组长度时间复杂度O(1) 固定长度
• 空间预分配，惰性空间释放
• 根据长度 len来判断是结束，而不是 \0

Hash：哈希表 类型

????????该类型是由field和关联的value组成的map。其中，field和value都是字符串类型的。

????????Hash对象的实现方式有两种分别是ziplist、hashtable

????????在Redis中，当散列中存储的键值对较少时，会使用「压缩列表」（ziplist）来节省空间。随着键值对数目增加或键和值的大小增长到一定程度时，Redis 会自动将其底层数据结构转换为一个真正的哈希表来提高性能。

List：列表类型

????????该类型是一个插入顺序排序的字符串元素集合, 基于双链表实现。在3.2之前的版本是使用ziplist和linkedlist进行实现的。Redis 3.2 版本引入了快速列表（quicklist）来替代纯粹的双向链表

????????快速列表是压缩列表（ziplist）和双向链表的混合体，它将多个压缩列表组合在一起形成一个双向链表，既保证了良好的内存利用也保留了 List 类型的特性。

Set:无序集合类型

Set类型是一种无顺序集合, 它和List类型最大的区别是：集合中的元素没有顺序, 且元素是唯一的。Set类型的底层是通过哈希表实现的。

ZSet:顺序集合类型：

????????ZSet是一种有序集合类型，每个元素都会关联一个double类型的分数权值，通过这个权值来为集合中的成员进行从小到大的排序。ZSet的底层实现是ziplist和skiplist（跳跃表）实现的

1. 跳跃表（SkipList）：是一种有序的数据结构，支持插入、删除、搜索等操作。跳跃表可以保持有序集合元素的排序状态，同时它的插入、删除、查询的时间复杂度为O(log N)。跳跃表是由多层链表组成，每一层链表都存储着同样的有序元素。在跳跃表中查找数据时，首先从顶层链表开始，按照下层链表的指针逐层查找。跳跃表的有效性来自于可以快速地跳过一部分数据，从而降低查找时间复杂度。

2. 散列表（HashTable）：是一种常用的查找和存储数据结构，在Redis中，散列表用于存储有序集合的元素及其分数。散列表提供了O(1)的时间复杂度，用于快速查找、添加和删除操作。

redis特性

Redis特性1：事务

• 命令序列化，按顺序执行
• 原子性
• 三阶段: 开始事务 - 命令入队 - 执行事务
• 命令：MULTI/EXEC/DISCARD

Redis特性2：发布订阅(Pub/Sub)

• Pub/sub是一种消息通讯模式
• Pub发送消息, Sub接受消息
• Redis客户端可以订阅任意数量的频道
• “fire and forgot”, 发送即遗忘
• 命令：Publish/Subscribe/Psubscribe/UnSub

高速读/写的场合

1. 当一个请求到达服务器时，只是把业务数据在 Redis 上进行读写，而没有对数据库进行任何的操作，这样就能大大提高读写的速度，从而满足高速响应的需求；
2. 但是这些缓存的数据仍然需要持久化，也就是存入数据库之中，所以在一个请求操作完 Redis 的读/写之后，会去判断该高速读/写的业务是否结束，如果结束，则触发事件将 Redis 的缓存的数据以批量的形式一次性写入数据库，从而完成持久化的工作。

?参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/148562122