Redis 核心知识体系总结

Redis 核心知识体系总结

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一、数据类型与应用场景

Redis 提供了丰富的数据结构，不仅仅是 key-value 存储：

• String

  • 二进制安全，最大支持 512MB
  • 应用：缓存对象、计数器、分布式 ID

• List

  • 双向链表结构
  • 应用：消息队列（lpush/rpop）、时间线

• Hash

  • 类似 map，存储对象属性
  • 应用：用户信息存储

• Set

  • 无序集合，支持交集/并集/差集
  • 应用：去重、共同好友

• Sorted Set (ZSet)

  • 有序集合，基于跳表实现
  • 应用：排行榜、延时队列

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二、持久化机制

Redis 的数据主要存在内存中，但提供两种持久化方案：

1. RDB（快照）

   • 周期性生成数据快照，保存到磁盘
   • 优点：文件紧凑、恢复快
   • 缺点：可能丢失最后一次快照之后的数据

2. AOF（追加日志）

   • 每次写操作追加到日志文件
   • 优点：数据更安全，可配置 everysec、always
   • 缺点：文件体积大，需要定期重写

最佳实践：生产环境通常同时开启 RDB + AOF，兼顾安全性和恢复效率。

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三、缓存异常与解决方案

在实际使用中，Redis 常见的三大缓存异常问题：

• 缓存穿透：查询不存在的数据，直接打到数据库

  • 解决：布隆过滤器、缓存空值

• 缓存击穿：热点 key 过期，大量请求同时打到数据库

  • 解决：互斥锁、逻辑过期

• 缓存雪崩：大量 key 同时过期，导致数据库被压垮

  • 解决：随机过期时间、分级缓存

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四、内存淘汰策略

当内存不足时，Redis 提供多种淘汰策略（maxmemory-policy）：

• noeviction：直接报错（默认）

• volatile-xxx：只对设置过期时间的 key 进行淘汰

• allkeys-xxx：对所有 key 淘汰

  • lru（最近最少使用）、lfu（最不经常使用）、random

常见选择：allkeys-lru，在缓存场景中效果较好。

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五、事务与脚本

Redis 提供了事务机制，但与关系型数据库不同：

• 事务 (MULTI/EXEC)：一次性执行多条命令，不支持回滚
• Lua 脚本 (EVAL)：保证原子性，常用于分布式锁、复杂操作

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六、分布式锁设计

Redis 也常用来实现分布式锁：

1. SETNX + EXPIRE

   • 基本实现，存在过期时间和原子性问题

2. SET key value NX PX ttl

   • 推荐写法，保证原子性

3. Redlock 算法

   • 多节点部署，保证更高容错性
   • 但在社区中仍存在争议，适合场景需谨慎

注意点：分布式锁要考虑过期续约（如 Redisson 的 watchdog 机制）。

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七、内存优化与运维

• 减少内存占用

  • 使用合适的数据结构（如 hash 存小对象，减少 key 数量）
  • 开启压缩选项（如 listpack、intset）

• 监控与优化

  • info 查看内存占用
  • 使用 slowlog 监控慢查询