Redis知识点怎么掌握

# Redis知识点怎么掌握

## 引言

Redis（Remote Dictionary Server）作为高性能的键值存储系统，已成为现代架构中不可或缺的组件。无论是缓存、会话管理还是实时排行榜，Redis都能发挥重要作用。但要真正掌握Redis，需要系统性地理解其核心概念、数据结构和应用场景。本文将分模块解析Redis的核心知识点，并提供学习路径建议。

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## 一、Redis基础概念

### 1.1 Redis是什么
- **内存数据库**：数据主要存储在内存中，读写性能极高（10万+/秒QPS）
- **键值存储**：采用Key-Value结构，Value支持多种数据类型
- **持久化**：提供RDB快照和AOF日志两种持久化方式
- **单线程模型**：基于Reactor模式的事件处理，避免锁竞争

### 1.2 核心特性
- 原子操作：所有命令都是原子执行的
- 发布订阅：支持消息的发布/订阅模式
- Lua脚本：支持执行服务器端脚本
- 事务支持：通过MULTI/EXEC实现简单事务

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## 二、核心数据结构与使用场景

### 2.1 五种基础数据结构
| 结构类型 | 特点 | 常用命令 | 典型场景 |
|---------|------|----------|----------|
| String | 二进制安全，最大512MB | SET/GET/INCR | 计数器、缓存 |
| Hash | 字段值映射表 | HSET/HGET/HGETALL | 对象属性存储 |
| List | 双向链表 | LPUSH/RPOP/LRANGE | 消息队列、最新列表 |
| Set | 无序唯一集合 | SADD/SMEMBERS/SINTER | 标签系统、好友关系 |
| ZSet | 有序集合（按score排序） | ZADD/ZRANGE/ZSCORE | 排行榜、延迟队列 |

### 2.2 扩展数据结构
- **Bitmaps**：位操作（适合签到统计）
- **HyperLogLog**：基数估算（UV统计）
- **GEO**：地理位置计算（附近的人）
- **Stream**：消息流（替代pub/sub）

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## 三、持久化与高可用

### 3.1 持久化机制对比
| 方式 | 原理 | 优点 | 缺点 |
|------|------|------|------|
| RDB | 定时内存快照 | 恢复快、文件小 | 可能丢失最近数据 |
| AOF | 记录写操作日志 | 数据更安全 | 文件大、恢复慢 |

**配置建议**：生产环境通常同时开启RDB和AOF

### 3.2 高可用方案
1. **主从复制**
   - 一主多从架构
   - 异步复制（存在延迟）
   
2. **哨兵模式**
   - 监控主节点状态
   - 自动故障转移
   - 配置建议：至少3个哨兵节点

3. **Redis Cluster**
   - 数据分片（16384个槽）
   - 节点间Gossip协议通信
   - 官方推荐的分布式方案

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## 四、性能优化关键点

### 4.1 内存优化
- 使用Hash替代多个String存储对象
- 设置合理过期时间（TTL）
- 监控内存碎片率（`INFO memory`）

### 4.2 命令优化
- 避免使用KEYS（用SCAN替代）
- 批量操作使用Pipeline
- 复杂逻辑使用Lua脚本

### 4.3 配置调优
```ini
# 重要参数示例
maxmemory 4gb
maxmemory-policy volatile-lru
timeout 300
tcp-keepalive 60

-- 加锁脚本
if redis.call("SETNX", KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then
    return redis.call("PEXPIRE", KEYS[1], ARGV[2])
else
    return 0
end