阿里技术专家压箱底好货：Redis深度历险笔记

前言

Redis，是互联网技术架构在存储系统中使用最为广泛的中间件，它也是工程师技术面试中最喜欢问的技能之一，特别是那些优秀的、竞争激烈的大型互联网公司（比如 Twitter、新浪微博、阿里云、腾讯云、淘宝、知乎等），通常要求面试者不仅仅掌握Redis基础使用，更要求深层理解Redis内部实现的细节原理。毫不夸张地说，能把Redis的知识点全部吃透，你的半只脚就已经踏进心仪公司的大门！

所以小编给大家整理了这份《Redis深度历险》文档，并且将从目录，前言，主要内容，这三个部分大家讲解这本文档，同时希望对各位大哥朋友们有点作用，也希望你们会喜欢！最后，有需要这篇《Redis深度历险》文档的朋友们【直接点击此处】即可获取~

先来看看这份Redis目录：

主要内容

这篇《Redis深度历险:核心原理和应用实践》，主要分为五个部分，为应用篇，原理篇，集群篇，拓展篇，源码篇，所以接下来，小编就每篇仔细的展开来详细的为大家讲解一下这本书的知识点！

开篇和基础篇

• 开篇:授人以鱼不如授人以渔——Redis可以用来做什么?
• 基础:万丈高楼平地起——Redis基础数据结构

开篇

基础

应用篇

• 应用1:千帆竞发——分布式锁
• 应用2:缓兵之计——延时队列
• 应用3:节衣缩食——位图
• 应用4:四两拨千斤—— HyperLogLog
• 应用5:层峦叠嶂——布隆过滤器
• 应用6:断尾求生——简单限流
• 应用7:一毛不拔——漏斗限流
• 应用8:近水楼台——GeoHash
• 应用9:大海捞针——Scan

部分知识点：

应用1:千帆竞发——分布式锁

应用4:四两拨千斤—— HyperLogLog

这一节我们可以学会使用HyperLogLog数据结构来进行估数，它非常有价值，可以解决很多精确度不高的统计需求。

应用5:层峦叠嶂——布隆过滤器

应用7∶一毛不拔——漏斗限流

漏斗限流是最常用的限流方法之一，顾名思义，这个算法的灵感源于漏斗(funnel）的结构。

应用8∶近水楼台—— GeoHash

Redis在3.2版本以后增加了地理位置GEO模块，意味着我们可以使用Redis来实现摩拜单车「附近的Mobike」、美团和饿了么「附近的餐馆」这样的功能了。

原理篇

• 原理1:鞭辟入里——线程IO模型
• 原理2:交头接耳——通信协议
• 原理3:未雨绸缪——持久化
• 理4:雷厉风行——管道
• 原理5:同舟共济——事务
• 原理6:小道消息—-PubSub
• 原理7:开源节流——小对象压缩
• 原理8:有备无患——主从同步

部分知识点：

原理3∶未雨绸缪——持久化

Redis的数据全部在内存里，如果突然宕机，数据就会全部丢失，因此必须有一种机制来保证Redis的数据不会因为故障而丢失，这种机制就是Redis的持久化机制。

原理4∶雷厉风行——管道

大家一直以来对Redis管道有一个误解，他们以为这是Redis服务器提供的一种特别的技术，有了这种技术就可以加速Redis的存取效率。但是实际上Redis管道(Pipelinc)本身并不是Redis服务器直接提供的技术，这个技术本质上是由客户端提供的，跟服务器没有什么直接的关系。下面我们对这块做一个深入探究。

原理6：小道消息—PubSub

前面我们讲了 Redis 消息队列的使用方法，但是没有提到Redis消息队列的不足之处，那就是它不支持消息的多提机制。

原理8∶有备无患——主从同步

很多企业都没有使用到Redis的集群，但是至少都做了主从。有了主从，当master挂掉的时候，运维让从库过来接管，服务就可以继续，否则master需要经过数据恢复和重启的过程，这就可能会拖很长的时间，影响线上业务的持续服务。

集群篇

• 集群1:李代桃僵——Sentinel
• 集群2:分而治之——Codis
• 集群3:众志成城——Cluster

部分知识点：

集群2:分而治之——Codis

集群3∶众志成城——Cluster

拓展篇

• 拓展1:耳听八方——Stream
• 拓展2:无所不知—— Info指令
• 拓展3:拾遗漏补——再谈分布式锁
• 拓震4:朝生暮死——过期策略
• 拓展5:优胜劣汰——LRU
• 拓震6:平波缓进———懒惰删除
• 拓展7:妙手仁心——优雅地使用Jedis
• 拓展8:居安思危——保护Redis
• 拓展9:隔墙有耳——Redis安全通信

部分知识点：

拓展1:耳听八方——Stream

Redis5.0 被作者Antirez突然放了出来，增加了很多新的特色功能。而Redis5.0最大的新特性就是多出了一个数据结构Stream，它是一个新的强大的支持多播的可持久化的消息队列，作者坦言Redis Strcam狠狠地借鉴了Kafka的设计。

拓展3:拾遗漏补——再谈分布式锁

在第三节，我们细致讲解了分布式锁的原理，它的使用非常简单，一条指令就可以完成加锁操作。不过在集群环境下，这种方式是有缺陷的，它不是绝对安全的。

拓展6:平波缓进———懒惰删除

一直以来我们认为Redis是单线程的，单线程为Redis带来了代码的简洁性和丰富多样的数据结构。不过Redis 内部实际上并不是只有一个主线程，它还有几个异步线程专门用来处理一些耗时的操作。

拓展9∶隔墙有耳——Redis安全通信

源码篇

• 源码1:极度深寒——探索「字符串」内部结构
• 源码2:极度深寒——探索「字典」内部
• 源码3:极度深寒——探索「压缩列表」内部
• 源码4:极度深寒——探索「快速列表」内部
• 源码5:极度深寒——探索「跳跃列表」内部结构
• 源码6:极度深寒——探索「紧凑列表」内部
• 源码7:极度深寒——探索「基数树」内部

源码1∶极度课寒——探案「字符串」内部结构

Redis中的字符串是可以修改的字符串，在内存中它是以字节数组的形式存在的。我们知道C语言里面的字符串标准形式是以NULL作为结束符，但是在Redis里面字符串不是这么表示的。因为要获取NULL结尾的字符串的长度使用的是strlen标准库函数，这个函数的算法复杂度是O(n)，它需要对字节数组进行遍历扫描，作为单线程的Redis表示承受不起。

源码3∶极度课寒——探索「压缩列表」内部

Redis为了节约内存空间使用，set 和hash容器对象在元素个数较少的时候，采用压缩列表(ziplist)进行存储。压缩列表是一块连续的内存空间，元素之间紧挨着存储，没有任何冗余空隙。

源码5∶极度深寒——探案「跳跃列表」内部结构

Redis的zset是一个复合结构，一方面它需要一个hash结构来存储value和score的对应关系，另一方面需要提供按照seore来排序的功能，还需要能够指定 score的范围来获取valuc列表的功能，这就需要另外一个结构「跳跃列表」-

源码7∶极度深寒——探索「甚数树」内部

Rax是Redis内部比较特殊的一个数据结构，它是一个有序字典树〔基数树RadixTrec)，按照key的字典序排列，支持快速的定位、插入和删除操作。