什麼是Redis
Redis(Remote Dictionary Server) 是一個使用 C 語言編寫的，開源的（BSD許可）高性能非關係型（NoSQL）的鍵值對數據庫。前端
Redis 能夠存儲鍵和五種不一樣類型的值之間的映射。鍵的類型只能爲字符串，值支持五種數據類型：字符串、列表、集合、散列表、有序集合。web
與傳統數據庫不一樣的是 Redis 的數據是存在內存中的，因此讀寫速度很是快，所以 redis 被普遍應用於緩存方向，每秒能夠處理超過 10萬次讀寫操做，是已知性能最快的Key-Value DB。另外，Redis 也常常用來作分佈式鎖。除此以外，Redis 支持事務 、持久化、LUA腳本、LRU驅動事件、多種集羣方案。redis
Redis有哪些優缺點
優勢數據庫
讀寫性能優異， Redis能讀的速度是110000次/s，寫的速度是81000次/s。後端
支持數據持久化，支持AOF和RDB兩種持久化方式。緩存
支持事務，Redis的全部操做都是原子性的，同時Redis還支持對幾個操做合併後的原子性執行。服務器
數據結構豐富，除了支持string類型的value外還支持hash、set、zset、list等數據結構。微信
支持主從複製，主機會自動將數據同步到從機，能夠進行讀寫分離。數據結構
缺點多線程
數據庫容量受到物理內存的限制，不能用做海量數據的高性能讀寫，所以Redis適合的場景主要侷限在較小數據量的高性能操做和運算上。
Redis 不具有自動容錯和恢復功能，主機從機的宕機都會致使前端部分讀寫請求失敗，須要等待機器重啓或者手動切換前端的IP才能恢復。
主機宕機，宕機前有部分數據未能及時同步到從機，切換IP後還會引入數據不一致的問題，下降了系統的可用性。
Redis 較難支持在線擴容，在集羣容量達到上限時在線擴容會變得很複雜。爲避免這一問題，運維人員在系統上線時必須確保有足夠的空間，這對資源形成了很大的浪費。
爲何要用 Redis /爲何要用緩存
主要從「高性能」和「高併發」這兩點來看待這個問題。
高性能：
假如用戶第一次訪問數據庫中的某些數據。這個過程會比較慢，由於是從硬盤上讀取的。將該用戶訪問的數據存在數緩存中，這樣下一次再訪問這些數據的時候就能夠直接從緩存中獲取了。操做緩存就是直接操做內存，因此速度至關快。若是數據庫中的對應數據改變的以後，同步改變緩存中相應的數據便可！
高併發：
直接操做緩存可以承受的請求是遠遠大於直接訪問數據庫的，因此咱們能夠考慮把數據庫中的部分數據轉移到緩存中去，這樣用戶的一部分請求會直接到緩存這裏而不用通過數據庫。
爲何要用 Redis 而不用 map/guava 作緩存?
緩存分爲本地緩存和分佈式緩存。以 Java 爲例，使用自帶的 map 或者 guava 實現的是本地緩存，最主要的特色是輕量以及快速，生命週期隨着 jvm 的銷燬而結束，而且在多實例的狀況下，每一個實例都須要各自保存一份緩存，緩存不具備一致性。
使用 redis 或 memcached 之類的稱爲分佈式緩存，在多實例的狀況下，各實例共用一份緩存數據，緩存具備一致性。缺點是須要保持 redis 或 memcached服務的高可用，整個程序架構上較爲複雜。
Redis爲何這麼快
一、徹底基於內存，絕大部分請求是純粹的內存操做，很是快速。數據存在內存中，相似於 HashMap，HashMap 的優點就是查找和操做的時間複雜度都是O(1)；
二、數據結構簡單，對數據操做也簡單，Redis 中的數據結構是專門進行設計的；
三、採用單線程，避免了沒必要要的上下文切換和競爭條件，也不存在多進程或者多線程致使的切換而消耗 CPU，不用去考慮各類鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操做，沒有由於可能出現死鎖而致使的性能消耗；
四、使用多路 I/O 複用模型，非阻塞 IO；
五、使用底層模型不一樣，它們之間底層實現方式以及與客戶端之間通訊的應用協議不同，Redis 直接本身構建了 VM 機制 ，由於通常的系統調用系統函數的話，會浪費必定的時間去移動和請求；
數據類型
Redis有哪些數據類型
Redis主要有5種數據類型，包括String，List，Set，Zset，Hash，知足大部分的使用要求
| 數據類型 | 能夠存儲的值 | 操做 | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| STRING | 字符串、整數或者浮點數 | 對整個字符串或者字符串的其中一部分執行操做 對整數和浮點數執行自增或者自減操做 |
作簡單的鍵值對緩存 |
| LIST | 列表 | 從兩端壓入或者彈出元素 對單個或者多個元素進行修剪， 只保留一個範圍內的元素 |
存儲一些列表型的數據結構，相似粉絲列表、文章的評論列表之類的數據 |
| SET | 無序集合 | 添加、獲取、移除單個元素 檢查一個元素是否存在於集合中 計算交集、並集、差集 從集合裏面隨機獲取元素 |
交集、並集、差集的操做，好比交集，能夠把兩我的的粉絲列表整一個交集 |
| HASH | 包含鍵值對的無序散列表 | 添加、獲取、移除單個鍵值對 獲取全部鍵值對 檢查某個鍵是否存在 |
結構化的數據，好比一個對象 |
| ZSET | 有序集合 | 添加、獲取、刪除元素 根據分值範圍或者成員來獲取元素 計算一個鍵的排名 |
去重但能夠排序，如獲取排名前幾名的用戶 |
Redis的應用場景
總結一
計數器
能夠對 String 進行自增自減運算，從而實現計數器功能。Redis 這種內存型數據庫的讀寫性能很是高，很適合存儲頻繁讀寫的計數量。
緩存
將熱點數據放到內存中，設置內存的最大使用量以及淘汰策略來保證緩存的命中率。
會話緩存
可使用 Redis 來統一存儲多臺應用服務器的會話信息。當應用服務器再也不存儲用戶的會話信息，也就再也不具備狀態，一個用戶能夠請求任意一個應用服務器，從而更容易實現高可用性以及可伸縮性。
全頁緩存（FPC）
除基本的會話token以外，Redis還提供很簡便的FPC平臺。以Magento爲例，Magento提供一個插件來使用Redis做爲全頁緩存後端。此外，對WordPress的用戶來講，Pantheon有一個很是好的插件 wp-redis，這個插件能幫助你以最快速度加載你曾瀏覽過的頁面。
查找表
例如 DNS 記錄就很適合使用 Redis 進行存儲。查找表和緩存相似，也是利用了 Redis 快速的查找特性。可是查找表的內容不能失效，而緩存的內容能夠失效，由於緩存不做爲可靠的數據來源。
消息隊列(發佈/訂閱功能)
List 是一個雙向鏈表，能夠經過 lpush 和 rpop 寫入和讀取消息。不過最好使用 Kafka、RabbitMQ 等消息中間件。
分佈式鎖實現
在分佈式場景下，沒法使用單機環境下的鎖來對多個節點上的進程進行同步。可使用 Redis 自帶的 SETNX 命令實現分佈式鎖，除此以外，還可使用官方提供的 RedLock 分佈式鎖實現。
其它
Set 能夠實現交集、並集等操做，從而實現共同好友等功能。ZSet 能夠實現有序性操做，從而實現排行榜等功能。
總結二
Redis相比其餘緩存，有一個很是大的優點，就是支持多種數據類型。
數據類型說明string字符串，最簡單的k-v存儲hashhash格式，value爲field和value，適合ID-Detail這樣的場景。list簡單的list，順序列表，支持首位或者末尾插入數據set無序list，查找速度快，適合交集、並集、差集處理sorted set有序的set
其實，經過上面的數據類型的特性，基本就能想到合適的應用場景了。
string——適合最簡單的k-v存儲，相似於memcached的存儲結構，短信驗證碼，配置信息等，就用這種類型來存儲。
hash——通常key爲ID或者惟一標示，value對應的就是詳情了。如商品詳情，我的信息詳情，新聞詳情等。
list——由於list是有序的，比較適合存儲一些有序且數據相對固定的數據。如省市區表、字典表等。由於list是有序的，適合根據寫入的時間來排序，如：最新的***，消息隊列等。
set——能夠簡單的理解爲ID-List的模式，如微博中一我的有哪些好友，set最牛的地方在於，能夠對兩個set提供交集、並集、差集操做。例如：查找兩我的共同的好友等。
Sorted Set——是set的加強版本，增長了一個score參數，自動會根據score的值進行排序。比較適合相似於top 10等不根據插入的時間來排序的數據。
如上所述，雖然Redis不像關係數據庫那麼複雜的數據結構，可是，也能適合不少場景，比通常的緩存數據結構要多。瞭解每種數據結構適合的業務場景，不只有利於提高開發效率，也能有效利用Redis的性能。
有收穫就點個「在看」吧 ▼
本文分享自微信公衆號 - 老懞大數據（simon_bigdata）。
若有侵權，請聯繫 support@oschina.cn 刪除。
本文參與「OSC源創計劃」，歡迎正在閱讀的你也加入，一塊兒分享。