Redis 是一个开源的内存数据结构存储系统，支持多种数据类型和原子操作，广泛应用于缓存、消息队列、分布式锁等场景。以下是其核心知识点：
一、核心特性
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内存存储
数据完全存储在内存中，读写速度极快（单节点可达数十万至百万 ops/s）。
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丰富的数据类型
支持 String、Hash、List、Set、Sorted Set 等基础类型，以及 Bitmap、HyperLogLog、Geo 等扩展类型。
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原子性与事务
单个命令原子执行；通过
MULTI/EXEC实现事务（不支持回滚）；Lua 脚本可保证多命令原子性。 -
持久化机制
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RDB：定时生成内存快照，恢复速度快但可能丢失数据。
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AOF：记录写命令日志，数据更完整但文件较大。
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混合持久化：结合 RDB 和 AOF，平衡性能与数据安全。
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二、核心数据结构与使用场景
| 数据类型 | 特点与用途 | 典型命令 |
|---|---|---|
| String | 最基础类型，存储字符串或二进制数据（如图片），支持计数器、缓存等场景 | SET, GET, INCR |
| Hash | 键值对集合，适合存储对象（如用户信息），节省内存 | HSET, HGET, HGETALL |
| List | 双向链表，支持消息队列、任务调度，可阻塞操作（如 BLPOP） |
LPUSH, RPOP, LRANGE |
| Set | 无序集合，支持去重、交集/并集/差集操作，适合标签系统、共同关注等场景 | SADD, SMEMBERS, SINTER |
| Sorted Set | 带分数的有序集合，用于排行榜、延迟队列（按分数排序） | ZADD, ZRANGE, ZREVRANK |
| Bitmap | 位图操作，高效统计二值状态（如签到、用户活跃） | SETBIT, GETBIT |
| HyperLogLog | 基数估算，内存极小，用于 UV 统计（误差约 0.81%） | PFADD, PFCOUNT |
| Stream | 日志流结构，支持消息队列（ACK、消费组），适合可靠消息传递 | XADD, XREADGROUP |
三、高可用与扩展
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主从复制
异步复制数据到从节点，支持读扩展和备份，但存在数据延迟风险。
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哨兵模式（Sentinel）
自动监控主节点状态，触发故障转移（选举新主节点）。
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集群模式（Cluster）
数据分片存储（16384 个哈希槽），支持水平扩展，需注意跨槽操作限制。
四、内存管理与性能优化
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内存淘汰策略
设置
maxmemory限制，配置策略如volatile-lru（淘汰最近最少使用的带过期时间的键）。 -
持久化与恢复
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RDB 优先用于快速恢复，AOF 用于数据完整性。
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混合持久化（AOF + RDB）平衡性能与数据安全。
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性能优化技巧
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使用管道（Pipelining）减少 RTT。
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避免
KEYS *、SMEMBERS等 O(N) 命令，改用SCAN分页。 -
热点数据分散存储，避免单点瓶颈。
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五、常见问题与解决方案
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缓存穿透
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问题：查询不存在的数据导致数据库压力大。
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方案：缓存空值或使用布隆过滤器。
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缓存击穿
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问题：热点数据过期后大量请求涌入数据库。
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方案：互斥锁（Redisson）或逻辑过期（异步重建）。
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缓存雪崩
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问题：大量 Key 同时失效。
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方案：为 TTL 添加随机值，分散失效时间。
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六、典型应用场景
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缓存：减轻数据库压力，提升响应速度。
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分布式锁 ：通过
SETNX或 RedLock 实现资源互斥访问。 -
消息队列：基于 List 或 Stream 实现异步通信。
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排行榜：利用 Sorted Set 按分数排序。
七、常用命令示例
# 字符串操作
SET key value # 设置键值
GET key # 获取键值
# 哈希操作
HSET user name "Alice" # 存储对象字段
HGETALL user # 获取所有字段及值
# 列表操作
LPUSH task "task1" # 左端插入元素
RPOP task # 右端弹出元素
# 事务操作
MULTI # 开启事务
EXEC # 提交事务通过合理选择数据结构和配置持久化策略，Redis 能在高性能场景下稳定运行。建议结合具体业务需求，参考官方网页及最佳实践。