阿里架构师带你深入剖析Redis，横扫一切Redis面试题

Posted 2021-08-29 Java-桃子

前言

作为Java开发程序员【Redis】是你必须要掌握的知识

Redis是互联网技术领域使用最为广泛的存储中间件，它是「Remote Dictionary Service」的首字母缩写，也就是「远程字典服务」。Redis 以其超高的性能、完美的文档、简洁易懂的源码和丰富的客户端库支持在开源中间件领域广受好评。

国内外很多大型互联网公司都在使用 Redis，比如 Twitter、YouPorn、暴雪娱乐、Github、StackOverflow、腾讯、阿里、京东、华为、新浪微博等等，很多中小型公司也都有应用。也可以说，对 Redis 的了解和应用实践已成为当下中高级后端开发者绕不开的必备技能。

本文总共分为3个部分对Redis进行“解剖”：

第一部分对Redis进行了基本介绍,并展示了一些Redis的使用示例；

第二部分对Redis的多个命令进行了详细的介绍,之后还介绍了Redis 的管理操作以及使用Redis构建更复杂的应用程序的方法；

第三部分介绍了如何通过内存优化、水平分片以及Lua脚本这3种技术来扩展Redis。

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一、Redis入门

入门简介：对于Redis数据库的描述只说出了一部分真相，Redis是-一个速度非常快的非关系数据库( non-relational database)，它可以存储键(key) 与5种不同类型的值( value)之间的映射(mapping)，可以将存储在内存的键值对数据持久化到硬盘，可以使用复制特性来扩展读性能，还可以使用客户端分片来扩展写性能，接下来的几节将分别介绍Redis的这几个特性。

Redis目录如下图

关于Redis与其他数据库和软件的对比

下图展示了部分在功能上与Redis有重叠的数据库服务器和缓存服务器，从这个表可以看出Redis与这些数据库及软件之间的区别。

第一部分关于详细介绍由于文案篇幅过长就不详细在文中展示

二、Redis的核心概念

这一部分的前面几章将深人探讨标准的 Redis命令，其中包括 数据操作命令和配置命令，而后面的几章将展示如何使用Redis构建更为复杂的辅助工具和应用程序，并在最后使用Redis来构建一个简单的社交网站。

Redis目录如下图

2.1.Redis命令

1. 字符串命令、 列表命令和集合命令
2. 散列命令和有序集合命令
3. 发布命令与订阅命令
4. 其他命令

2.2.数据安全与性能保障

1. 将数据持久化至硬盘
2. 将数据复制至其他机器
3. 处理系统故障
4. Redis事务
5. 非事务型流水线( non-transactional pipeline )
6. 诊断性能问题

2.3.使用Redis构建支持程序

1. 使用Redis记录日志
2. 使用Redis实现计数器并进行数据统计
3. 查询IP地址所属的城市与国家
4. 服务的发现与配置

2.4.使用Redis构建应用程序组件

1. 构建两个前缀匹配自动补全程序
2. 通过构建分布式锁来提高性能
3. 通过开发计数信号量来控制并发
4. 构建两个不同用途的任务队列
5. 通过消息拉取系统来实现延迟消息传递
6. 学习如何进行文件分发

2.5.基于搜索的应用程序

1. 使用Redis进行搜索
2. 对搜索结果进行排序
3. 实现广告定向
4. 实现职位搜索

2.6.构建简单的社交网站

1. 用户和状态
2. 主页时间线
3. 关注者列表和正在关注列表
4. 状态消息的发布与删除
5. 流API

三、Redis进阶内容

最后的这几章将对Redis用户经常会遇到的一-些问题进行介绍(降低内存占用、扩展性能、使用Lua语言进行脚本编程),并说明如何使用常规的技术去解决这些问题。

目录如下图：

3.1.降低内存占用

短结构( short structure )、分片结构( shared structure )、打包存储二进制位和字节

该篇将介绍3种非常有价值的降低Redis内存占用的方法。降低Redis 的内存占用有助于减少创建快照和加载快照所需的时间、提升载人AOF文件和重写AOF文件时的效率、缩短从服务器进行同步所需的时间”,并且能让Redis存储更多的数据而无需添加额外的硬件。

3.2.扩展Redis

扩展读性能、扩展写性能以及内存容量、扩展复杂的查询

随着Redis的使用越来越多，只使用一台Redis服务器没办法存储所有数据或者没办法处理所有读写请求的问题迟早都会出现，这时我们就需要使用一些方法对Redis进行扩展，让它能够满足我们的需求。

扩展性能图如下：

3.3.Redis的Lua脚本编程

在不编写C代码的情况下添加新功能、使用Lua重写锁和信号量、移除WATCH/MULTI/EXEC事务、使用Lua对列表进行分片

前面介绍了如何构建- 些工具并将它们应用到已有的程序里面,与此同时还介绍了-些可以用于解决各种问题的技术。这- -章要做的事情也是类似的,并且效果将比你想象中的还要好。Redis从2.6版本开始引人使用Lua编程语言进行的服务器端脚本编程功能，这个功能可以让用户直接在Redis内部执行各种操作，从而达到简化代码并提高性能的作用。

Redis的Lua脚本如下图：

Redis实战书籍

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