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什么是redis

redis是由意大利人Salvatore
Sanfilippo（网名：antirez）开发的一款内存高速缓存数据库，Redis全称为：Remote Dictionary
Server（远程数据服务），该软件使用C语言编写，Redis是一个key-value存储系统，它支持丰富的数据类型，如：String
、list、set、Zset、（sorted set）、hash。
Redis是现在最受欢迎的nosql数据库之一，Redis是一个使用ANSI C
编写的开源，包含多种数据库结构，支持网络，基于内存，可选持久性的键值对存储数据库。

其具备如下特性：

1. 基于内存运行，性能高效
 - 支持分布式，理论上可以无限扩展
 - key-value存储系统
 - 开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、key-value数据库，并提供多种语言的api

Redis的优缺点

优点
C/S通讯模型 单进程单线程模型 丰富的数据类型 操作具有原子性 持久化 高并发读写 支持lua脚本*

Redis以内存作为数据存储介质，所以读写数据的效率极高，远远超过数据库。以设置和获取一个256字节字符串为例，它的读取速度可高达110000次/s，写速度高达81000次/s。
Redis跟memcache不同的是，储存在Redis中的数据是持久化的，断电或重启后，数据也不会丢失。因为Redis的存储分为内存存储、磁盘存储和log文件三部分，重启后，Redis可以从磁盘重新将数据加载到内存中，这些可以通过配置文件对其进行配置，正因为这样，Redis才能实现持久化。
Redis支持主从模式，可以配置集群，这样更利于支撑起大型的项目，这也是Redis的一大亮点。

缺点

数据库容量受到物理内存的限制，不能用作海量数据的高性能读写，因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。 Redis
不具备自动容错和恢复功能，主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败，需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。
主机宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换IP后还会引入数据不一致的问题，降低了系统的可用性。 Redis
较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。为避免这一问题，运维人员在系统上线时必须确保有足够的空间，这对资源造成了很大的浪费。

为什么要使用缓存redis

内存缓存（常见的有redis和memcached）
可以缓解关系数据库（常见的有mysql）并发访问的压力，导致mysql数据库die，对于一些热点数据 减少响应时间：内存io速度比磁盘快
提升吞吐量：redis等内存数据库单机就可以支撑很大并发

Redis的应用场景

1、热点数据的缓存
由于redis访问速度块、支持的数据类型比较丰富，所以redis很适合用来存储热点数据，另外结合expire，我们可以设置过期时间然后再进行缓存更新操作，这个功能最为常见，我们几乎所有的项目都有所运用。

2、限时业务的运用
redis中可以使用expire命令设置一个键的生存时间，到时间后redis会删除它。利用这一特性可以运用在限时的优惠活动信息、手机验证码等业务场景。

3、计数器相关问题
redis由于incrby命令可以实现原子性的递增，所以可以运用于高并发的秒杀活动、分布式序列号的生成、具体业务还体现在比如限制一个手机号发多少条短信、一个接口一分钟限制多少请求、一个接口一天限制调用多少次等等。

4、排行榜相关问题 关系型数据库在排行榜方面查询速度普遍偏慢，所以可以借助redis的SortedSet进行热点数据的排序。

在奶茶活动中，我们需要展示各个部门的点赞排行榜，
所以我针对每个部门做了一个SortedSet,然后以用户的openid作为上面的username,以用户的点赞数作为上面的score,
然后针对每个用户做一个hash,通过zrangebyscore就可以按照点赞数获取排行榜，然后再根据username获取用户的hash信息，这个当时在实际运用中性能体验也蛮不错的。

5、分布式锁 这个主要利用redis的setnx命令进行，setnx："set if not
exists"就是如果不存在则成功设置缓存同时返回1，否则返回0
，这个特性在俞你奔远方的后台中有所运用，因为我们服务器是集群的，定时任务可能在两台机器上都会运行，所以在定时任务中首先
通过setnx设置一个lock，如果成功设置则执行，如果没有成功设置，则表明该定时任务已执行。
当然结合具体业务，我们可以给这个lock加一个过期时间，比如说30分钟执行一次的定时任务，那么这个过期时间设置为小于30分钟的一个时间
就可以，这个与定时任务的周期以及定时任务执行消耗时间相关。

当然我们可以将这个特性运用于其他需要分布式锁的场景中，结合过期时间主要是防止死锁的出现。

6、延时操作 这个目前我做过相关测试，但是还没有运用到我们的实际项目中，下面我举个该特性的应用场景。
比如在订单生产后我们占用了库存，10分钟后去检验用户是够真正购买，如果没有购买将该单据设置无效，同时还原库存。
由于redis自2.8.0之后版本提供Keyspace
Notifications功能，允许客户订阅Pub/Sub频道，以便以某种方式接收影响Redis数据集的事件。
所以我们对于上面的需求就可以用以下解决方案，我们在订单生产时，设置一个key，同时设置10分钟后过期，
我们在后台实现一个监听器，监听key的实效，监听到key失效时将后续逻辑加上。
当然我们也可以利用rabbitmq、activemq等消息中间件的延迟队列服务实现该需求。

7、分页、模糊搜索 redis的set集合中提供了一个zrangebylex方法，语法如下：

ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]

通过ZRANGEBYLEX zset - + LIMIT 0 10 可以进行分页数据查询，其中- +表示获取全部数据

zrangebylex key min max
这个就可以返回字典区间的数据，利用这个特性可以进行模糊查询功能，这个也是目前我在redis中发现的唯一一个支持对存储内容进行模糊查询的特性。

前几天我通过这个特性，对学校数据进行了模拟测试，学校数据60万左右，响应时间在700ms左右，比mysql的like查询稍微快一点，但是由于它可以避免大量的数据库io操作，所以总体还是比直接mysql查询更利于系统的性能保障。

8、点赞、好友等相互关系的存储 Redis
set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。
又或者在微博应用中，每个用户关注的人存在一个集合中，就很容易实现求两个人的共同好友功能。

这个在奶茶活动中有运用，就是利用set存储用户之间的点赞关联的，另外在点赞前判断是否点赞过就利用了sismember方法，当时这个接口的响应时间控制在10毫秒内，十分高效。

9、队列 由于redis有list push和list pop这样的命令，所以能够很方便的执行队列操作。

持久化

对扩展性要求高的数据。
持久化的目的主要是做灾难恢复，数据恢复。由于Redis的数据全都放在内存里面，如果Redis挂了，没有配置持久化的话，重启的时候数据会全部丢失。
突然间，大量的请求过来，缓存全都无法命中，造成缓存雪崩，mysql无法承载大量的请求，造成整个系统崩溃。如果把Redis持久化做好，即使Redis故障了，也能够立即重启，对外提供服务。
RDB持久化： AOF持久化： RDB持久化：
在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
。 AOF持久化： AOF 机制对每条写入命令作为日志，以 append-only 的模式写入一个日志文件中，在 redis
重启的时候，可以通过回放 AOF 日志中的写入指令来重新构建整个数据集。
通过RDB和AOF，都可以Redis内存中的数据持久化到磁盘中，也可以被分到其他地方，比如阿里云等。如果Redis挂了，可以从磁盘或者阿里云等地方拷贝数据到Redis中，重启Redis，Redis就会自动根据文件来重构数据。