00-Redis基础概念
这篇笔记讲什么
- Redis 是单线程内存数据库，支持持久化、主从复制、集群
- 五种基本数据结构：String、List、Hash、Set、ZSet
- 适用场景：缓存、计数器、排行榜、分布式锁、消息队列
1. Redis 是什么
Redis（Remote Dictionary Server）是个开源的内存数据库，读写速度特别快，微秒级响应。它支持持久化、主从复制，还能搞集群分片。
1.1 核心特点
| 特点 | 说明 |
|---|---|
| 内存存储 | 读写速度快，微秒级响应 |
| 单线程模型 | 避免多线程竞争，6.0 引入多线程 IO |
| 持久化 | 支持 RDB、AOF、混合持久化 |
| 丰富数据结构 | 5 种基本类型 + 多种扩展类型 |
| 主从复制 | 支持读写分离、数据备份 |
| 集群分片 | 支持水平扩展，16384 个哈希槽 |
1.2 为什么是单线程
Redis 用单线程处理命令，原因是：
- 内存操作快：大部分操作在内存完成，CPU 不是瓶颈
- 避免锁竞争：单线程无需加锁，减少开销
- IO 多路复用：用 epoll 同时处理多个连接，非阻塞
单线程的缺点：一个慢查询会阻塞所有后续命令。
2. 数据结构
2.1 五种基本类型
| 类型 | 底层实现 | 典型场景 |
|---|---|---|
| String | SDS（简单动态字符串） | 缓存、计数器、分布式锁 |
| List | 压缩列表 / 双端链表 | 消息队列、最新列表 |
| Hash | 压缩列表 / 哈希表 | 对象存储、用户信息 |
| Set | 整数数组 / 哈希表 | 标签、共同好友 |
| ZSet | 压缩列表 / 跳表 | 排行榜、延迟队列 |
2.2 扩展类型
| 类型 | 说明 | 场景 |
|---|---|---|
| Bitmap | 位图，按位存储 | 签到、布隆过滤器 |
| HyperLogLog | 基数统计 | UV 统计（误差 0.81%） |
| Geo | 地理位置 | 附近的人、距离计算 |
| Stream | 消息队列 | 消息发布订阅 |
3. 适用场景
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 缓存 | 热点数据缓存，减轻 DB 压力 |
| 计数器 | 文章阅读量、点赞数，原子操作 |
| 排行榜 | 用 ZSet 实现，score 存分数 |
| 分布式锁 | SETNX + 过期时间，或 Redisson |
| 消息队列 | List 或 Stream 实现 |
| 会话存储 | 用户 Session、Token 存储 |
4. 基本命令
# String
SET key value [EX seconds] # 设置值，可带过期时间
GET key # 获取值
INCR key # 自增 1
INCRBY key increment # 自增指定值
# Hash
HSET key field value # 设置字段
HGET key field # 获取字段
HGETALL key # 获取所有字段
# List
LPUSH key value # 左端插入
RPOP key # 右端弹出
LRANGE key start stop # 范围查询
# Set
SADD key member # 添加元素
SMEMBERS key # 获取所有元素
SINTER key1 key2 # 交集
# ZSet
ZADD key score member # 添加带分数的元素
ZRANGE key start stop # 按分数排序查询
ZRANK key member # 获取排名