【Redis 数据库介绍】

文章目录

[一、Redis 是什么？](#一、Redis 是什么？)
- [1. 基本定义](#1. 基本定义)
- [2. 内存与持久化](#2. 内存与持久化)
- [3. 支持的数据结构 & 存储模型](#3. 支持的数据结构 & 存储模型)
[二、Redis 的数据类型详解](#二、Redis 的数据类型详解)
[三、Redis 常见使用场景](#三、Redis 常见使用场景)
[四、Java（或 Spring Boot）操作 Redis](#四、Java（或 Spring Boot）操作 Redis)
[五、Redis vs 传统关系型数据库 / NoSQL 对比](#五、Redis vs 传统关系型数据库 / NoSQL 对比)

一、Redis 是什么？

1. 基本定义

Redis 是一个开源的内存型键-值（key-value）数据库／数据结构存储系统。
全称为 Remote Dictionary Server（远程字典服务）。
它由 C 语言编写、遵守 BSD 许可，支持网络访问。
与传统关系型数据库不同，Redis 是 NoSQL 数据库 --- 不使用表／行／列模型，也不支持 SQL 查询，而是通过键（key）直接访问对应的值（value）。

2. 内存与持久化

Redis 的 "驻数据" 默认存储在内存中。由于内存访问远快于磁盘读写，这赋予了 Redis 非常高的读写性能和低延迟。
同时 Redis 支持将数据持久化到磁盘 --- 即使服务重启，也能将数据恢复／重载。
这种"内存 + 可选持久化"的机制，使 Redis 在兼顾速度和数据安全性之间取得了平衡。

3. 支持的数据结构 & 存储模型

Redis 不只是简单的 key → string，它支持丰富的数据结构：包括字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set / Zset）等。这些数据结构使得 Redis 在处理复杂数据时，也能保持高性能与灵活性。

每一个存储对象都对应一个 "key" 和 "value" 的键值对。key 通常是字符串（也可以是任意二进制序列），Redis 使用高效的哈希来定位对应 value。

二、Redis 的数据类型详解

下面是 Redis 中常用的数据类型，以及它们适合的应用场景 ------

数据类型	描述 / 适用场景
String	最基础的数据类型，适合存储文本、数字、序列化后的 JSON／对象／Token 等。
Hash（Hash-map / dictionary）	用于存储对象／结构化数据，比如用户信息、配置项，能高效按字段访问子属性。
List（列表）	有序的元素集合，适合消息队列（queue）、任务队列、日志队列、简单流水线等。
Set（集合）	无序且元素唯一，适合存储标签集合、不重复元素集合、交并集计算等。
Sorted Set（有序集合 / Zset）	每个元素关联一个"分数（score）"，根据分数排序。适合排行榜、按时间排序、优先队列等场景。

底层实现上，Redis 使用不同的数据结构（如哈希表、跳跃表、压缩表、快速链表等）来支持这些类型以兼顾性能与内存使用效率。

Redis 还提供对键空间（keyspace）的管理能力：key 可以设置"过期时间"（TTL, time-to-live），过期后自动删除 --- 这对缓存、会话管理、限时数据非常有用。

三、Redis 常见使用场景

缓存（Cache）：将频繁访问的数据缓存在 Redis 中，以减少对主数据库（如 MySQL、PostgreSQL 等）的压力，加速响应速度。
会话／Session 存储：Web 应用中用户登录状态、Session 信息、临时数据等，可存储在 Redis，提升访问速度并简化横向扩展。
消息队列 / 任务队列 / 发布-订阅（Pub/Sub）：利用 Redis 的 List、Pub/Sub、Stream（在新版本中）等机制，实现异步任务、事件通知、实时消息推送等功能。
排行榜 / 排序 / 计数 / 统计：Sorted Set（有序集合）非常适合做排行榜、分数排序、频率统计（如点赞数、访问量排行榜等）。
实时分析 / 实时状态存储：当需要处理大量快速读写、实时更新状态、实时统计时，Redis 的内存速度优势十分明显。
微服务 / 分布式系统中共享缓存或共享状态：在分布式系统中，各服务之间可以共享 Redis，用于共享配置、状态、限流、分布式锁等。

四、Java（或 Spring Boot）操作 Redis

java 复制代码

// 示例基于 Jedis
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 连接本地 Redis 服务（默认端口 6379）
        try (Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379)) {
            String key = "user:1001:profile";
            // 存储字符串
            jedis.set(key, "{\"name\":\"Alice\",\"age\":30}");
            // 设置过期时间（秒）
            jedis.expire(key, 3600);

            // 获取
            String profile = jedis.get(key);
            System.out.println("Profile: " + profile);

            // 使用 Hash 存储结构化信息
            String userHash = "user:1002";
            jedis.hset(userHash, "name", "Bob");
            jedis.hset(userHash, "age", "25");
            System.out.println("Name: " + jedis.hget(userHash, "name"));
            System.out.println("Age: " + jedis.hget(userHash, "age"));

            // 列表 --- 简单队列
            String listKey = "job_queue";
            jedis.lpush(listKey, "task1");
            jedis.lpush(listKey, "task2");
            String task = jedis.rpop(listKey);
            System.out.println("Pop task: " + task);
        }
    }
}

这个例子展示了使用字符串、Hash、List 三种数据结构，也体现了 Redis 的核心思想 ------ 用 key-value（或结构化 value） + 内存 + 过期机制 + 多种数据类型，快速、高效地存储和获取数据。

五、Redis vs 传统关系型数据库 / NoSQL 对比

项目	Redis	传统关系型数据库（如 MySQL）／文档型数据库（如 MongoDB）
存储方式	内存优先 + 可持久化	通常以磁盘为主
数据模型	键值 / 数据结构（String、Hash、List、Set、Zset ...）	表格 / 文档 / 行列 / JSON / BSON
访问速度 / 延迟	极快，适合高并发 / 低延迟场景	相对较慢，适合复杂查询和事务管理
查询能力	仅通过 key／命令访问，缺乏复杂查询（如 SQL、join、复杂过滤）	支持 SQL、MQL、复杂查询、多表／集合关联／聚合等
使用场景	缓存、会话存储、实时计数、排行榜、队列、临时数据	结构化存储、关系数据、复杂查询、交易型操作、持久化存储

因此，Redis 更适合"对速度要求高、结构不复杂、以 key-value 为主 "的场景；对于"数据结构复杂、关系多、需要复杂查询和事务"的场景，传统数据库／文档数据库更合适。许多系统会将 Redis 与传统数据库配合使用：Redis 做缓存／临时存储／高频访问数据，主数据库负责持久化和复杂查询。