高并发架构系列：详解Redis的存储类型、集群架构、以及应用场景
什么是redis
redis是一种支持Key-Value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存、事件发布或订阅、高速队列等场景。该数据库使用ANSI C语言编写，支持网络，提供字符串、哈希、列表、队列、集合结构直接存取，基于内存，可持久化，支持多种开发语言。
redis在高并发场景下的作用不言而喻，今天主要分享Redis大家比较关心的以下几个方面。
redis的数据类型
支持多种数据类型：
1.string(字符串)
String数据结构是简单的key-value类型，value其实不仅可以是String，也可以是数字。
常规key-value缓存应用；
2.list(列表)
Redis的list是每个子元素都是String类型的双向链表，可以通过push和pop操作从列表的头部或者尾部添加或者删除元素，这样List即可以作为栈，也可以作为队列。
使用List结构，我们可以轻松地实现最新消息排行等功能。
3.hash(散列)
Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。
存储部分变更的数据，如用户信息等。
4.sets (集合)
set就是一个集合，集合的概念就是一堆不重复值的组合。利用Redis提供的set数据结构，可以存储一些集合性的数据。set中的元素是没有顺序的。
5.sorted set(有序集合)
和set相比，sorted set增加了一个权重参数score，使得集合中的元素能够按score进行有序排列。
redis的特点
1.单线程，利用redis队列技术并将访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销
2.redis具有快速和持久化的特征，速度快，因为数据存在内存中。
3.分布式 读写分离模式
4.支持丰富数据类型
5.支持事务，操作都是原子性，所谓原子性就是对数据的更改要么全部执行，要不全部不执行。
6.可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后自动删除
redis的持久化存储
Redis支持两种数据持久化方式：RDB方式和AOF方式。前者会根据配置的规则定时将内存中的数据持久化到硬盘上，后者则是在每次执行写命令之后将命令记录下来。两种持久化方式可以单独使用，但是通常会将两者结合使用。
1.RDB持久化
原理是将Reids在内存中的数据库记录定时dump到磁盘上的RDB持久化。
指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，实际操作过程是fork一个子进程，先将数据集写入临时文件，写入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩存储。
2.AOF（append only file）持久化
原理是将Reids的操作日志以追加的方式写入文件。
以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录。
redis的集群方案有哪些
redis 集群方案主要有两类，一是使用类 codis 的架构，按组划分，实例之间互相独立；
另一套是基于官方的 redis cluster 的方案。
1.codis 架构
codis是一个豌豆荚团队开源的使用Go语言编写的Redis
Proxy使用方法和普通的redis没有任何区别，设置好下属的多个redis实例后就可以了，使用时在本需要连接redis的地方改为连接codis，它会以一个代理的身份接收请求
并使用一致性hash算法，将请求转接到具体redis，将结果再返回codis，和之前比较流行的twitter开源的Twemproxy功能类似。
这套架构的特点：
- 分片算法：基于 slot hash桶；
- 分片实例之间相互独立，每组 一个master 实例和多个slave；
- 路由信息存放到第三方存储组件，如 zookeeper 或etcd
- 旁路组件探活
codis是目前用的最多的集群方案，codis一个比较大的优点是可以不停机动态新增或删除数据节点，旧节点的数据也可以自动恢复到新节点。
2.基于官方 redis cluster 的方案
- Redis官网推出，可线性扩展到1000个节点
- 无中心架构
- 一致性哈希思想
- 客户端直连redis服务，免去了proxy代理的损耗
具体的redis cluster的搭建方案可以参考官方的搭建方案。
redis的应用场景
1、最全页面缓存
如果你使用的是服务器端内容渲染，你又不想为每个请求重新渲染每个页面，就可以使用 Redis 把常被请求的内容缓存起来，能够大大的降低页面请求的延迟。
2.排行榜/计数
Redis 基于内存，可以非常快速高效的处理增加和减少的操作，相比于使用 SQL 请求的处理方式，性能的提升是非常巨大的。
Redis可以实现快速计数、查询缓存的功能，同时数据可以异步落地到其他数据源。
典型应用场景：
1）播放数计数的基础组件，用户每播放一次视频，相应的视频播放数就会自增1。
2）排行榜：按照时间、按照数量、按照获得的赞数等排行。
3. 共享Session
典型应用场景：用户登陆信息，Redis将用户的Session进行集中管理，每次用户更新或查询登陆信息都直接从Redis中集中获取。
4、消息队列
例如 email 的发送队列、等待被其他应用消费的数据队列，Redis 可以轻松而自然的创建出一个高效的队列。
5、发布/订阅
pub/sub 是 Redis 内置的一个非常强大的特性，例如可以创建一个实时的聊天系统、社交网络中的通知触发器等等。