Redis

图片来源: https://bytebytego.com 2010 - 独立版 Redis（Standalone Redis） Redis 1.0 发布，架构简单，通常用作业务应用的缓存 特点：数据完全存储在内存中 问题：重启 Redis 会丢失所有数据，所有流量直接打到数据库 2013 - 持久化（Persistence） Redis 2.8 发布，引入持久化机制 RDB：内存数据快照，定期保存数据状态到磁盘 AOF（Append-Only File）：记录每条写命令，保证数据在重启后恢复 2013 - 主从复制（Replication） Redis 2.8 增加复制功能，提高可用性 主节点：处理实时读写请求 从节点：同步主节点数据，实现高可用 2013 - Sentinel Redis 2.8 引入 Sentinel，用于监控 Redis 实例 功能： 监控实例状态 事件通知 自动故障转移（failover） 配置提供者（配置管理） 2015 - 集群（Cluster） Redis 3.0 发布，增加 Redis 集群功能 Redis Cluster：分布式数据库解决方案，通过分片管理数据 数据分片机制：将数据分为 16384 个槽位，每个节点负责部分槽位 后续发展 2017 - Redis 5.0：增加 Stream 数据类型 2020 - Redis 6.0：引入网络模块多线程 I/O ...

图片来源: https://bytebytego.com 一、AOF（Append-Only File） 特点：写后日志（Write-after log），记录执行过的命令而不是数据本身 工作原理： Redis 先在内存中执行命令修改数据 然后将命令写入 AOF 文件 优势： 基于事件的设计，数据恢复简单 不阻塞当前写操作，性能高 注意：AOF 是命令日志，恢复时需要重放日志，日志大时恢复较慢 二、RDB（Redis Database） 特点：数据快照，在特定时间点记录整个数据集 工作原理： 主线程 fork 出 bgsave 子进程，共享内存数据 bgsave 读取数据并写入 RDB 文件 主线程修改数据时，创建数据副本（Copy-on-write） 主线程对副本操作，bgsave 继续写入 RDB 文件 优势： 数据恢复快速，只需加载快照即可 限制： 快照频率低时可能丢失最近修改的数据 三、混合策略（Mixed Approach） 生产环境常用策略： 使用 RDB 定时生成数据快照 使用 AOF 记录快照之后的命令 优势： 结合 RDB 快速恢复和 AOF 高可靠性，兼顾性能与安全

图片来源: https://bytebytego.com 一、基于内存（RAM-based） 1. Redis 使用内存而非磁盘 Redis 的数据主要存储在 RAM（内存） 中 避免了磁盘 IO 带来的巨大延迟 2. 不同存储介质的延迟对比（近似值） 存储层级 延迟 CPU Register ~0.3 ns L1 Cache ~0.9 ns L2 Cache ~2.8 ns L3 Cache ~12.9 ns RAM ~120 ns SSD 50–150 μs HDD 1–10 ms 内存访问速度比 SSD 快 数百倍，比 HDD 快 数万倍，这是 Redis 高性能的根本原因 二、IO 多路复用 + 单线程模型 1. IO 多路复用（IO Multiplexing） Redis 使用 IO 多路复用机制（如 epoll / kqueue / select） 一个线程即可同时监听 大量 Socket 连接 示意： ...

图片来源: https://bytebytego.com 1. 会话管理（Session） 用途：在分布式系统中共享用户会话数据 实现方式：Redis STRING 或 HASH 存储 session 信息 2. 缓存（Cache） 用途：缓存对象、页面或热点数据，减少数据库压力 实现方式：Redis STRING / HASH / ZSET 3. 分布式锁（Distributed Lock） 用途：保证多个分布式服务间的资源互斥访问 实现方式：Redis STRING + 设置过期时间 + 原子操作（SETNX / Lua 脚本） 4. 计数器（Counter） 用途：统计文章点赞数、阅读量等 实现方式：Redis INCR / INCRBY 5. 限流器（Rate Limiter） 用途：限制特定用户或 IP 的请求频率 实现方式：Redis STRING / HASH + TTL 或令牌桶算法 6. 全局 ID 生成器（Global ID Generator） 用途：生成分布式系统全局唯一 ID 实现方式：Redis INCR / INCRBY 7. 购物车（Shopping Cart） 用途：存储用户购物车中的商品及数量 实现方式：Redis HASH（key=用户ID，field=商品ID，value=数量） 8. 用户留存计算（User Retention） 用途：统计用户每日登录情况，计算留存率 实现方式：Redis BITMAP 或 HyperLogLog 9. 消息队列（Message Queue） 用途：实现简单的队列消息传递机制 实现方式：Redis LIST（LPUSH / RPOP） 10. 排行榜（Ranking） 用途：对文章、用户或商品进行排名展示 实现方式：Redis ZSET（有序集合，按分数排序）

图片来源: https://bytebytego.com 一、什么是 Redis Redis = Remote Dictionary Server（远程字典服务） 特点：多模型数据库，延迟低至毫秒以下 角色： 二、Redis 的应用 被众多知名公司采用：X, Pinterest, Airbnb, Uber, Slack, Instagram 等 三、Redis 如何改变数据库格局 支持 内存读写 + 全量持久化（AOF / Snapshot） 高可用性：当实例失败时，可以通过 AOF 或 Snapshot 恢复数据 → 无数据丢失 四、Redis 数据结构 Redis 是 KV 数据模型，但支持多种数据类型： STRING：“Bytebytego” BITMAP：0100001 01101101 0110100 LIST：A → B → C → E SET：{A, B, C} HASH：{ “e”: “bytebyte”, “b”: “go” } 五、基本命令 类型 命令 示例 设置 SET SET username “adam smith” 获取 GET GET username 删除 DEL DEL username 自增 INCR INCR visitor_count Hash 设置 HSET HSET user:1000 name “Alice” age 30 六、Redis 模块 Redis 扩展模块： ...