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Redis：功能特性和应用场景

news 来源：原创 2025/6/2 17:10:03

🌈 个人主页：Zfox_
🔥 系列专栏：Redis

本篇开始对于 Redis 进行正式介绍和学习

🔥 认识 Redis

在开始 Redis 学习前，要先认识一下 Redis

Redis 的设计，是想要把它当做是一个数据库，一个缓存，或者说是一个消息中间件等，它的主要目的是可以在内存当中进行数据的存储

那么现在问题是，对于数据库来说，应该已经有 MySQL 这样的内容，那为什么还需要有 Redis 来作为一个数据库呢？

🦋 Redis 和 MySQL

不可否认，MySQL 确实是一个很不错的数据库软件，但是它最大的问题在于，它的访问速度比较慢，这个慢是相较于在内存当中的，因为 MySQL 本质上是存储在磁盘上的，而如果使用 Redis 作为数据库，必然会比在磁盘上要快很多，因为这是在内存当中的

但是 Redis 就一定比 MySQL 要强吗？这必然也不是的，Redis 和 MySQL 比起来最大的劣势在于，它的存储空间是有限的，这是一个很严重的问题，这就意味着，虽然有很多需要用到高性能的地方，但是终究是少数，大多数的业务其实都不需要用到特别高的性能

那么有什么特别好的方案呢？可以中和一下 Redis 和 MySQL 的优点，并且还能有一个比较好的解决方案？那就是把 Redis 和 MySQL 结合起来进行使用，也就是我们平时所说的二八原则

🦋 二八原则

所谓二八原则，说的是 20% 的热点数据可以满足 80% 数据的要求，所以一个比较好的解决方案是，如果能够把 MySQL 当中比较常用的数据缓存到 Redis 当中，这样就能对于大多数的请求都能得到数据，而对于不常用的数据再到对应的磁盘去读取，这就是一个比较不错的解决方案

🦋 Redis 的场景

Redis 是工作在分布式系统中的，它在这个环境中才能发挥出它应有的实力，如果只是单纯的单机程序，那么本质上来说如果使用变量来进行数据的存储其实是一个比较不错的解决方式，此时其实是比使用 Redis 更加优秀的选择

我们在学习操作系统的时候知道，在进行进程的通信时，不能直接进行数据的访问，这是因为进程和进程之间是可以进行数据的隔离的，数据要被进程进行隔离的，而有一种进程通信是借助网络进行通信，所以 Redis 本质上来说就可以把自己内存中的变量给其他的进程，甚至可以直接用其他主机的进程来进行数据的访问，这样就解决了刚才所说的场景，这也是 Redis 的一个使用场景

🦋 Redis 的设计

Redis 设计的初心，是打算把它当做一个消息中间件来进行处理的，也就是所谓的消息队列，这样就可以在分布式系统下使用一个生产者消费者的模型，但是遗憾的是，现在很少有这样的使用场景，反而是有更加专业的消息中间件来取代 Redis 的功能，不过 Redis 依旧是被使用十分广泛的中间件

🔥 Redis 的特性和优点

Redis 是一个内存中存储数据的中间件，所以下面开始就进行分析，Redis 作为一个数据库，作为数据缓存，是如何在分布式系统中进行工作的？它的能力是什么？

🦋 在内存中存储数据

MySQL 中主要是通过表的方式来进行存储组织数据的，这种也叫做是一种关系型数据库，而在 Redis 中，则更多的是使用一种 键值对 的方式来进行数据的组织和存储，这种叫做是非关系型数据库，而内存的数据存储

🦋 编程能力

针对于 Redis 的操作，可以通过一些简单的交互式的命令来进行操作，也可以通过一些脚本的方式，批量化的执行一些操作，或者是带有逻辑，更重要的是，可以使用一个 Lua 的脚本语言，来进行编写

🦋 扩展能力

Redis 还提供了一组原生的API，借助这个API就可以使得在原有的基础上进行扩展，例如可以使用C、C++或者是 Rust 来进行编写扩展，本质上来说就是一个动态链接库

🦋 持久化

Redis 的数据是存储在内存中的，但是内存是有弊端的，比如它的内容是很容易被丢失的，当进程退出或者是系统重启的时候，就会把信息进行丢失，那为了解决这样的问题，所以 Redis 还会把数据再硬盘上进行存储一次，内存为主，硬盘为辅，那么硬盘中的数据其实就是相当于对于 Redis 的内存数据进行了一个备份，那么当 Redis 重启的时候，就会在加载硬盘中进行备份数据的加载，就会让 Redis 的内存恢复到原来重启前的状态

🦋 支持集群

Redis 作为是一个分布式系统的中间件，它的另外一个能力是可以支持集群，这是一个相当重要的能力，这代表的是可以进行水平扩展，换句话说就是支持分表和分库这样的类似操作

本质上来说，这是因为 Redis 能够存储的数据是有限的，这就意味着如果有太多的数据是不能放在一个 Redis 当中的，因此就有了集群的概念，可以引入多个主机，部署多个 Redis 节点，每个 Redis 的节点来存储数据的一部分

🦋 高可用

Redis 自身也是支持主从结构的，从属节点就相当于是对于主节点的备份，那这就意味着当主节点出现问题的时候，可以直接让从属节点对于主节点进行替换，这样就可以满足主节点的要求，而不会导致程序出错

🦋 快

下面说的是 Redis 的最大的特点，那就是 Redis 很快

为什么快？

Redis 的数据是存储在内存当中的，就好比访问磁盘的数据库，当然要快很多
Redis 的核心功能都比较简单，都是隶属于是一些比较基础的项目逻辑，一些核心功能都是存储在一些操作内存的数据结构，那这就意味着不需要和 MySQL 一样调用复杂的接口和进行条件判断
从网络的角度来讲，Redis 使用的是IO多路复用的方式，这点也不再多说，多路复用必然是可以提高效率的
从 Redis 的线程模型来说，它本身是一个单线程的模型，虽然在高版本的 Redis 当中确实引入了多线程的操作，但是不管怎么说，单线程的模型也可以减少线程之间不必要的竞争开销
Redis 是使用 C语言进行开发的，虽然这个理由并不太好，但也勉强算是它快的理由吧

🔥 Redis 的应用场景

下面说说 Redis 的一些场景

🦋 `Redis` 作为数据库

在大多数情况下，考虑到数据存储，优先考虑的是容量，但是在一些极端的场景下，也不排除需要比较快的场景

例如在一些搜索引擎的项目当中，对于搜索的性能要求是非常高的，那么此时从数据库中进行读取的效率就不高，所以在搜素引擎中是不可以使用 MySQL 这样的内容的，因此就需要把这些要进行检索的数据都存储在内存当中，这样就可以使用类似于 Redis 这样的内存级别的数据库来帮助完成

当然这样的数据库就需要硬件资源的支持了

Redis 当中存储的是全量数据，这里的数据是不可以进丢弃的

🦋 `Redis` 作为缓存

使用 MySQL 进行存储数据，优点是内存大，但是缺点是很慢，由于二八原则的存在，所以我们可以把热点数据从 MySQL 中拿出来，存储在 Redis 中，而 Redis 就提供了这样缓存的功能，Redis 中存储的是部分的数据，全量数据还是以 MySQL 为主，哪怕 Redis 的数据丢掉了，也还可以从 MySQL 中存储出来，这和上面的 Redis 作为数据库是不一样的，这个数据库是一种对于 MySQL 这样的硬盘级别的数据库的内容的一种备份