本章将带领读者进⼊ Redis 的世界，了解它的前世今⽣、众多特性

初识 Redis 

        Redis 是⼀种基于键值对（key-value）的 NoSQL 数据库（非关系型数据库），与很多键值对数据库不同的是，Redis 中的 value 值可以是由 string（字符串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset（有序集合）、 Bitmaps（位图）、HyperLogLog、GEO（地理信息定位）等多种数据结构和算法组成，因此 Redis 可以满⾜很多的应⽤场景

        ⽽且因为 Redis 会将所有数据都存放在内存中，所以它的读写性能⾮常惊⼈。不仅如此，Redis 还可以将内存的数据利⽤快照和⽇志的形式保存到硬盘上，这样在发⽣类似断电或者机器故障的时候，内存中的数据不会“丢失”。除了上述功能以外，Redis 还提供了键过期、发布 订阅、事务、流⽔线、Lua 脚本等附加功能。总之，如果在合适的场景使⽤好 Redis，它就会像⼀把瑞⼠军刀⼀样所向披靡。

        所以，可以这么说，熟练使⽤和运维 Redis 已经成为开发运维⼈员的⼀个必备技能。

        总结：Redis 是一个在内存中存储数据的中间件.用于作为数据库,用于作为数据缓存.在分布式系统中能够大展拳脚～

Redis 特性

        Redis 之所以受到如此多公司的⻘睐，必然有之过⼈之处，下⾯是关于 Redis 的 8 个重要特性。

1. 速度快

        正常情况下，Redis 执⾏命令的速度⾮常快，官⽅给出的数字是读写性能可以达到 10 万 / 秒，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 如此 之快，可以⼤概归纳为以下四点：

        • Redis 的所有数据都是存放在内存中的，对比于 MySQL 数据库将数据存储在硬盘中，读取内存的速度远远大于读取硬盘的速度

        • Redis 是⽤ C 语⾔实现的，⼀般来说 C 语⾔实现的程序 “距离” 操作系统更近，执⾏速度相对会更快。（但其实我本人不是很赞同，因为 MySQL 数据库也是用 c 语言实现的，但是就一直被吐槽运行得很慢）

        • Redis 使⽤了单线程，预防了多线程可能产⽣的竞争问题。这里可能就有读者疑惑，多线程不是用来提高效率的一种方式吗，怎么这里不使用多线程反而效率更高了？首先我们需要明确，多线程提高效率的前提是 CPU 密集型的任务，使用多个线程可以充分利用 CPU 多核资源，但是 Redis 的核心任务只是操作内存中的数据结构，不会使用太多的 CPU ，所以引入多线程不会提高效率，反而会因为线程间的竞争开销而影响效率。

        • 作者对于 Redis 源代码可以说是精打细磨，曾经有⼈评价 Redis 是少有的集性能和优雅于⼀⾝的开源代码。

2. 基于键值对的数据结构服务器

        ⼏乎所有的编程语⾔都提供了类似字典的功能，例如 C++ ⾥的 map、Java ⾥的 map、Python ⾥的 dict 等，类似于这种组织数据的⽅式叫做基于键值对的⽅式，与很多键值对数据库不同的是， Redis 中的值不仅可以是字符串，⽽且还可以是具体的数据结构，这样不仅能便于在许多应⽤场景的开发，同时也能提⾼开发效率。

        Redis 的全称是 REmote Dictionary Server，它主要提供了 5 种数据结构：字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（ordered set / zet），同时在字符串的基础之上演变出了位图（Bitmaps）和 HyperLogLog 两种神奇的 ”数据结构“，并且随着  LBS（Location Based Service，基于位置服务）的不断发展，Redis 3.2.版本中加⼊有关 GEO（地理信息定位）的功能。key 都是 String ，value 可以是上述这些数据结构，总之在这些数据结构的帮助下，开发者可以开发出各种 “有意思”的应⽤。

3. 丰富的功能

        • 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。

        ⾸先，Redis 的源码很少，早期版本的代码只有 2 万⾏左右， 3.0 版本以后由于添加了集群特性，代码增⾄ 5 万⾏左右，相对于很多 NoSQL 数据库来说代码量相对要少很多

        其次，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。

        最后，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。

        但与简单相对的是 Redis 具备相当的稳定性，在⼤量使⽤过程中，很少出现因为 Redis ⾃⾝ BUG ⽽导致挂掉的情况。

5. 客户端语言多

        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 C、C++、Java、PHP、Python、NodeJS 等

6. 持久化（Persistence）

        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备份到硬盘中，当内存中的数据丢失后，可以通过硬盘中备份的数据进行恢复。

7. 主从复制（Replication）

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

8. ⾼可⽤（High Availability）和分布式（Distributed）

        Redis 提供了⾼可⽤实现的 Redis 哨兵（Redis Sentinel），能够保证 Redis 结点的故障发现和故障⾃动转移。也提供了 Redis 集群（Redis Cluster），一个 Redis 服务器能存储的数据是有限的，可以引入多个 Redis 服务器，每个 Redis 服务器存储一部分数据，形成 Redis 集群。

Redis 可以做什么？

        要充分理解 Redis 的作⽤，需要读者对⽹站的架构有⼀定的基础理解，考虑到部分读者缺少这⽅⾯的背景知识，建议先移步为⼤家准备的 八大技术架构演进之路【小林优选，呕心沥血】对该领域的基础知识做⼀定学习后，再度继续本篇的学习。

1. 缓存（Cache）‘

        使用数据库（如 Mysql）存取数据非常的慢，因为体系庞大，并且数据存储在硬盘中，所以对于用户会频繁读取的热点数据，可以将其存储在 Redis 中（Redis 体系小，并且数据存储在内存中）

        缓存机制⼏乎在所有⼤型⽹站都有使⽤，合理地使⽤缓存不仅可以加快数据的访问速度，⽽且能够有效地降低后端数据源（如数据库）的压⼒。Redis 提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最⼤内存和内存溢出后的淘汰策略。可以这么说，⼀个合理的缓存设计能够为⼀个⽹站的稳定保驾护航。

2.数据库

        大多数场景下，考虑到数据存储，优先考虑到的是大，但仍然有小部分的场景，优先考虑到快，对于性能要求非常高的系统，可以用 Redis 作为数据库来存储数据，此时 Redis 中存储的是全量数据，所以要做好备份，避免数据丢失。

 3.消息队列

        基于消息队列，可以实现一个网络版的生产者消费者模型（关于消息队列推荐看 阻塞队列（模拟实现）），对于分布式系统来说，服务器和服务器之间有时也需要使用到生产者消费者模型。生产者消费者模型有着 解耦合，削峰填谷 等优点。

        但比 Redis 更知名的消息队列业界有很多，如 RabbitMQ ，Kafka ，RocketMQ ，所以 Redis 作为消息队列其实不是最优的选择

Redis 不可以做什么？

       站在数据规模的⻆度看，数据可以分为⼤规模数据和⼩规模数据，我们知道 Redis 的数据是存放在内存中的，虽然现在内存已经⾜够便宜，但是如果数据量⾮常⼤，例如每天有⼏亿的⽤户数据需要存储，使⽤ Redis 来存储的话，基本上是个⽆底洞，经济成本相当⾼。