Redis学习专栏(基础知识)：Redis简介

一. 背景

常用的SQL数据库的数据都是存在磁盘中的，虽然在数据库底层也做了对应的缓存来减少数据库的IO压力，但由于数据库的缓存一般是针对查询的内容，而且粒度也比较小，一般只有表中的数据没有发生变动的时候，数据库的缓存才会产生作用，但这并不能减少业务逻辑对数据库的增删改操作的IO压力，因此缓存技术应运而生，该技术实现了对热点数据的高速缓存，可以大大缓解后端数据库的压力。

二. 主流应用架构

客户端在对数据库发起请求时，先到缓存层查看是否有所需的数据，如果缓存层存有客户端所需的数据，则直接从缓存层返回，否则进行穿透查询，对数据库进行查询，如果在数据库中查询到该数据，则将该数据回写到缓存层，以便下次客户端再次查询能够直接从缓存层获取数据。

三. Redis特性

Redis的全称是Remote Dictionary Server，它主要提供了5种基本的数据结构：字符串、哈希、列表、集合、有序集合。它的特性如下：

1.速度快

正常情况下，Redis执行命令的速度非常快，官方给出的数据是10万+QPS(query per second)，当然这也取决于机器的性能，但这里先不讨论机器性能上的差异，只分析一下是什么造就了Redis除此之快的速度：

（1）.Redis完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，执行效率高；

（2）.Redis使用单进程单线程模型的键值对数据库，将数据存储在内存中，存取均不会受到硬盘IO的限制，因此执行速度极快，另外单线程也能处理高并发请求，还可以避免频繁上下文切换和锁竞争；

（3）.数据结构简单，对数据操作也简单，Redis不使用表，不会强制用户对各个关系进行关联，不会有复杂的关系限制，其存储结构就是键值对，类似于HashMap，HashMap最大的优点就是存取的时间复杂度为O(1)；

（4）.Redis使用多路I/O复用模型，为非阻塞IO（注：Redis采用的I/O多路复用函数为epoll/kqueue/evport/select）；

2.支持数据磁盘持久化存储

通常看，将数据放在内存中是不安全的，一旦发生断电或者机器故障，重要的数据可能就会丢失，因此Redis提供了两种持久化方式：RDB和AOF，即可以用两种策略将内存的数据保存到硬盘中，这样就保证了数据的可持久性。

3.支持多种数据结构，功能丰富

除了5种基本数据结构，Redis还提供了许多额外的功能：

• 提供了键过期功能，可以用来实现缓存。 提供了发布订阅功能，可以用来实现消息系统。
• 支持Lua脚本功能，可以利用Lua创造出新的Redis命令。
• 提供了简单的事务功能，能在一定程度上保证事务特性。
• 提供了流水线（Pipeline）功能，这样客户端能将一批命令一次性传到Redis，减少了网络的开销。

4.简单稳定

Redis的简单主要表现在三个方面：

• Redis的源码很少；
• Redis使用单线程模型，这样不仅使得Redis服务端处理模型变得简单，而且也使得客户端开发变得简单。
• Redis不需要依赖于操作系统中的类库（例如Memcache需要依赖libevent这样的系统类库），Redis自己实现了事件处理的相关功能。

Redis虽然很简单，但是不代表它不稳定。以维护的上千个Redis为例，没有出现过因为Redis自身bug而宕掉的情况。

5.支持多种编程语言

Redis提供了简单的TCP通信协议，很多编程语言可以很方便地接入到Redis，并且由于Redis受到社区和各大公司的广泛认可，所以支持Redis的客户端语言也非常多，几乎涵盖了主流的编程语言，例如Java、PHP、Python、C、C++、Nodejs等。

6.支持主从复制

Redis提供了复制功能，实现了多个相同数据的Redis副本（如图所示），复制功能是分布式Redis的基础。

7.高可用和分布式

Redis从2.8版本正式提供了高可用实现哨兵模式（Redis Sentinel），它能够保证Redis节点的故障发现和故障自动转移。

Redis从3.0版本正式提供了分布式实现Redis Cluster（集群），它是Redis真正的分布式实现，提供了高可用、读写和容量的扩展性。

参考文章：
Redis的八大特性
redis的八大特性