什么是Redis
Redis 是有C语言开发的开源的高性能的键值对内存数据库,是一种单线程非关系型数据库(NOSQL),
不存在线程安全问题,可用作数据库,缓存,消息中间键,分布式锁,数据加载在内存中,读写效率高,支持10w
的QPS.虽然是键值对的数据库,但是存储数据类型多样.支持数据持久化操作.
Redis的五种数据类型
1.String 是 Redis 最基本的类型，可以理解成与 Memcached一模一样的类型，一个 Key 对应一个 Value。Value 不仅是 String，也可以是数字。
String 类型是二进制安全的，意思是 Redis 的 String 类型可以包含任何数据，比如 jpg 图片或者序列化的对象。String 类型的值最大能存储 512M。
2.Hash是一个键值（key-value）的集合。Redis 的 Hash 是一个 String 的 Key 和 Value 的映射表，Hash 特别适合存储对象。常用命令：hget，hset，hgetall 等。
3.List 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边） 常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange（获取列表片段）等。
应用场景：List 应用场景非常多，也是 Redis 最重要的数据结构之一，比如 Twitter 的关注列表，粉丝列表都可以用 List 结构来实现。
数据结构：List 就是链表，可以用来当消息队列用。Redis 提供了 List 的 Push 和 Pop 操作，还提供了操作某一段的 API，可以直接查询或者删除某一段的元素。
实现方式：Redis List 的是实现是一个双向链表，既可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了额外的内存开销。
4.Set 是 String 类型的无序集合。集合是通过 hashtable 实现的。Set 中的元素是没有顺序的，而且是没有重复的。常用命令：sdd、spop、smembers、sunion 等。
应用场景：Redis Set 对外提供的功能和 List 一样是一个列表，特殊之处在于 Set 是自动去重的，而且 Set 提供了判断某个成员是否在一个 Set 集合中。
5.Zset 和 Set 一样是 String 类型元素的集合，且不允许重复的元素。常用命令：zadd、zrange、zrem、zcard 等。
使用场景：Sorted Set 可以通过用户额外提供一个优先级（score）的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。
当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择 Sorted Set 结构。
和 Set 相比，Sorted Set关联了一个 Double 类型权重的参数 Score，使得集合中的元素能够按照 Score 进行有序排列，Redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
实现方式：Redis Sorted Set 的内部使用 HashMap 和跳跃表（skipList）来保证数据的存储和有序，HashMap 里放的是成员到 Score 的映射。
而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是 HashMap 里存的 Score，使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。
常见Redis问题
缓存雪崩效应
雪崩效应是指,同一时间redis中热点key失效,瞬间很多Tps,缓存失效,直接访问系统数据库,导致数据库压力过大,直接崩溃,
出现场景:电商热点数据做缓存,定时任务更新缓存数据,设置过期时间.定时任务系统挂了.没更新上缓存,过期时间一到
解决方法:热点数据设置成永久,修改热点数据,就更新缓存,或者设置过期时间的时候加上随机值,
setRedis（key, value, time+Math.random()*10000）;
缓存穿透
大量恶意的tps查询的数据不存在与redis中和系统数据库中.所有这种请求都会请求数据库.
出现场景:恶意攻击,查询id=-1的数据
解决方式:拦截不合理的请求,比如id=-1这种,具体请求具体分析
缓存击穿
和雪崩类似.不同的是缓存击穿是某个热点Key失效,导致大量请求到系统数据库中
出现场景和解决方案和雪崩相似
为什么redis单线程还那么快?
redis 可以达到10w/s的qps,主要原因在于数据都存在内存中,请求都是存粹的内存操作,因为单线程不存在获取锁和释放锁问题,没有死锁问题,使用多路非阻塞IO模型,采用单线程,cpu不用过多频繁的切换,导致redis系统瓶颈的是系统的内存大小和网络带宽
淘汰策略
淘汰策略
1.volatile-lru
从已设置过期时间的KV集中优先对最近最少使用(less recently used)的数据淘汰
2.volitile-ttl
从已设置过期时间的KV集中优先对剩余时间短(time to live)的数据淘汰
3.volitile-random
从已设置过期时间的KV集中随机选择数据淘汰
4.allkeys-lru
从所有KV集中优先对最近最少使用(less recently used)的数据淘汰
5.allKeys-random
从所有KV集中随机选择数据淘汰
6.noeviction
不淘汰策略，若超过最大内存，返回错误信息
Redis4.0加入了LFU(least frequency use)淘汰策略，包括volatile-lfu和allkeys-lfu，通过统计访问频率，将访问频率最少，即最不经常使用的KV淘汰。
持久化
RDB:redis默认模式,快照模式,redis自身fork一个子线程定时存储当前内存中的所有数据存到一个二进制文件中,存到服务器磁盘的文件中,还原的时候直接加载进内存即可
AOF:记录所有修改命令到一个文件中.然后启动的时候直接读取命令集顺序执行
Redis在还原的时候会优先选择AOF,因为AOF的的命令集还原数据更全
对比:
RDB:可以设置生成快照的时间,存在不同版本的快照,可以按照要求还原不同时间段的数据,重启还原数据快,缺点:就是数据不齐全.使用于对缓存数据真实性要求不高的场景
AOF:命令集,数据齐全,但是每次操作redis都需要将当前的指令写入aof指令集文件中,AOF的默认策略是每秒钟 Fsync 一次,会损耗redis的效率,指令集文件会比rdb的二进制文件大,恢复数据比rdb慢,适用于对缓存数据要求齐全的场景
主从复制,哨兵模式
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