Redis 核心特点
Redis的核心特点使其成为最受欢迎的内存数据库之一，理解这些特点是正确使用Redis的基础。
高性能
内存存储
Bash
- 数据存储在内存中
- 读写速度极快
- 单机可达10万+ QPS
- 响应时间微秒级
单线程模型
Bash
Redis主线程是单线程的：
- 避免多线程竞争开销
- 无锁操作，效率高
- 纯内存操作，速度快
单线程不意味着性能差，内存操作本身就是微秒级。
IO多路复用
Bash
使用epoll/kqueue实现：
- 单线程处理多个连接
- 非阻塞IO
- 高并发处理能力
为什么单线程高效
Bash
1. 纯内存操作：CPU不是瓶颈
2. 避免锁竞争：无需加锁开销
3. IO多路复用：高效处理连接
4. 简单可靠：无并发Bug
丰富数据结构
五种基本类型
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String（字符串）：最基本类型，存储文本、数字
Hash（哈希）：键值对集合，适合对象
List（列表）：有序可重复，双向链表
Set（集合）：无序不重复，支持交集运算
ZSet（有序集合）：带分数排序，适合排行榜
高级数据结构
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Bitmap（位图）：位操作，适合统计
HyperLogLog：基数统计，节省空间
Geo（地理）：地理位置，距离计算
Stream（流）：消息队列，支持消费组
数据结构优势
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- 原生支持，无需应用层实现
- 高效内部编码，节省内存
- 丰富的操作命令
- 支持复杂业务场景
持久化能力
RDB快照
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特点：
- 定时保存内存快照
- 文件紧凑，适合备份
- 恢复速度快
- 可能丢失最后一次快照后的数据
AOF日志
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特点：
- 记录所有写命令
- 数据安全，最多丢失1秒
- 文件可读，便于分析
- 支持重写压缩
混合持久化
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Redis 4.0+支持：
- RDB快照 + AOF增量
- 结合两者优点
- 推荐生产使用
高可用与分布式
主从复制
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- 一主多从架构
- 实时数据同步
- 从节点可读
- 故障转移基础
哨兵模式
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- 监控主从状态
- 自动故障检测
- 自动故障转移
- 配置中心功能
Redis Cluster
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- 分布式集群
- 数据自动分片
- 无中心架构
- 自动故障转移
- 支持在线扩缩容
支持事务
事务命令
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# 开启事务
MULTI
# 命令入队
SET key1 value1
SET key2 value2
# 执行事务
EXEC
# 取消事务
DISCARD
事务特点
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- 命令批量执行
- 保证原子性（无其他命令插入）
- 不支持回滚（某命令失败不影响其他）
Redis事务不保证全部成功或失败，命令错误不影响其他命令执行。
发布订阅
消息模式
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# 发布消息
PUBLISH channel message
# 订阅频道
SUBSCRIBE channel
# 模式订阅
PSUBSCRIBE channel*
# 取消订阅
UNSUBSCRIBE channel
应用场景
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- 消息推送
- 实时通知
- 事件广播
- 简单消息队列
Lua脚本
脚本执行
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# 执行Lua脚本
EVAL "return redis.call('GET', KEYS[1])" 1 mykey
# 加载脚本
SCRIPT LOAD "return redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1])"
# 执行已加载脚本
EVALSHA sha1 1 key value
脚本优势
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- 原子执行：多条命令不可打断
- 减少网络开销：一次发送多条命令
- 复杂逻辑：条件判断、循环
内存优化
内部编码
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String：int, embstr, raw
Hash：ziplist, hashtable
List：ziplist, linkedlist, quicklist
Set：intset, hashtable
ZSet：ziplist, skiplist
自动编码转换
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Redis根据数据自动选择编码：
- 小数据用紧凑编码（ziplist）
- 大数据用标准编码（hashtable）
- 用户无需关心编码细节
支持过期
过期设置
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# 设置过期时间
EXPIRE key 3600 # 3600秒后过期
# 查看剩余时间
TTL key
# 移除过期
PERSIST key
过期策略
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惰性删除：访问时检查并删除
定期删除：周期性随机检查删除
内存淘汰：内存满时按策略淘汰
特点对比
| 特点 | 说明 | 优势 |
|---|---|---|
| 高性能 | 内存+单线程+IO多路复用 | 10万+QPS |
| 丰富结构 | 5种基础+4种高级 | 适配多种场景 |
| 持久化 | RDB+AOF+混合 | 数据安全 |
| 分布式 | Cluster集群 | 水平扩展 |
| 事务 | MULTI/EXEC | 批量原子 |
| Lua | 脚本执行 | 复原子操作 |
要点总结
- 高性能源于内存存储、单线程模型、IO多路复用
- 支持5种基础+4种高级数据结构，适配多种场景
- RDB快照+AOF日志保障数据安全，推荐混合持久化
- 主从复制+哨兵+Cluster实现高可用和分布式
- 事务保证命令批量执行，但不支持回滚
- Lua脚本实现复杂原子操作
- 自动编码优化内存使用，用户无需关心细节
- 过期机制自动清理数据，支持多种淘汰策略
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