Redis从入门到精通(二)-进阶篇

0. 前言

在进阶篇专题中，将深入探讨 Redis 中的一些高级主题和概念。这些主题包括 Redis 的内存淘汰策略、Redis HyperLogLog 数据结构、Redis 地理位置数据结构 GeoHash、Redis Lua 脚本、Redis 数据类型 Stream、Redis 事务、Redis 过期和淘汰策略、Redis 对象机制以及 Redis 缓存击穿、穿透、雪崩、污染等问题的解决方案。讨论每个主题的原理、使用方法和最佳实践。
大家也可以根据Redis从入门到精通的思维导图进行查看。

1. 进阶篇

• 【进阶篇】2.1 Redis内存淘汰详解

  大家有没有想过 对于内存型中间件Redis 来说。当 Redis 的内存达到最大限制时，会发生什么情况？redis 会怎么处理。由此我们引发了如下 的问题。当 Redis 的内存达到最大限制时，会发生什么情况？Redis 为什么设计了内存淘汰策略Redis 是如何选择要淘汰的键的？什么是内存淘汰策略？有哪些常见的内存淘汰策略？如何配置 Redis 的内存淘汰策略？不同的业务场景适合哪种内存淘汰策略？Redis 内存淘汰策略的选择对系统性能有什么影响？

• 【进阶篇】2.2 三分钟了解Redis HyperLogLog 数据结构

  HyperLogLog算法是一种非常有用的数据结构和算法，它可以在很小的空间内估计一个集合中不重复元素的数量，具有很高的效率和精度，非常适合用于大数据量的计数场景。在使用时，需要注意HyperLogLog算法的概率特性，以及对误差的容忍度，才能得到最好的效果。答：Redis HyperLogLog是一种基数估计算法，它可以在只使用很少的内存空间的情况下，近似地估计一个集合中不重复元素的数量。

• 【进阶篇】2.3 三分钟了解Redis地理位置数据结构GeoHash

  随着移动互联网的普及，越来越多的应用需要对地理位置信息进行存储和查询，如LBS（Location-Based Service）服务、附近的人功能、地图搜索等。为了满足这些应用的需求，Redis提供了一种地理位置数据结构，称为GeoHash，可以存储和查询地理位置信息。本文将对Redis地理位置数据结构进行详细介绍。Redis地理位置数据结构是一种基于GeoHash算法实现的数据结构，用于存储和查询地理位置信息。

• 【进阶篇】2.4 Redis Lua脚本详解

  Redis 其内置了脚本语言Lua，允许用户通过Lua脚本执行一系列操作。本篇博客将深入探讨Redis Lua脚本的执行机制，包括加载脚本、编译脚本和执行脚本的过程，以及脚本的原子性和事务性。我们将通过实例演示的方式，展示如何在Redis中使用Lua脚本，以及Lua脚本在Redis中的应用场景。让我们一起来了解Redis Lua脚本的强大之处吧！Lua是一种轻量级的脚本语言，它具有简洁、灵活、高效的特点。Lua语言最初是为嵌入式系统设计的，但现在已广泛应用于游戏开发、Web开发、嵌入式设备控制等领域。

• 【进阶篇】2.5 Redis 数据类型Stream详解和使用示例

  Redis的Stream是一种新的数据类型，于Redis 5.0版本中引入。它是一个有序、持久化、可重复读的消息流，可以用于实现消息队列、日志系统等应用场景。本文将从底层实现的角度对Redis的Stream进行详解。其实就我主观而言，Redis之所以要搞Stream 是为了解决之前版本的发布和订阅（pub/sub）这种有点鸡肋的消息模式。我们可以从如下几个点了解一下，或者直接参阅我之前的博文《Redis 从入门到精通之Redis 订阅与发布》。可靠性问题。

• 【进阶篇】2.6 Redis 事务详解

  Redis 事务是一种将多个命令打包在一起执行的机制，可以保证这些命令的原子性，即要么全部执行成功，要么全部执行失败。开启事务在客户端执行 MULTI 命令时，Redis 会将该客户端标记为事务状态。此时，客户端发送的所有命令都会被暂存到一个事务队列中，而不是立即执行。执行事务在客户端执行 EXEC 命令时，Redis 会将客户端状态从事务状态中移除，并依次执行事务队列中的所有命令。在执行期间，Redis 会将事务队列中的命令全部执行完毕，而不会中途中断。

• 【进阶篇】2.7 Redis 过期和淘汰策略详解

  当涉及Redis中的过期和淘汰策略时，有很多值得探讨的内容。以下是一个关于Redis过期和淘汰策略的详细解释，希望对你有所帮助。

• 【进阶篇】2.8 Redis对象机制详解

  Redis 之所以是一款高性能和受大家欢迎的的内存数据库，不仅是它支持多种数据类型，包括字符串、列表、哈希、集合、有序集合等数据结构。而且这些数据类型都是由对象结构(redisObject) 和对应编码的数据结构组合而成。在 Redis 中，对象结构是所有数据类型的底层实现，它包含了数据对象的类型、引用计数、编码方式、值等信息。使得Redis在性能和内存利用方面有着无可比拟的地位。奠定了它的江湖地位。本文将重点介绍 Redis 对象结构(redisObject) 的实现原理。

• 【进阶篇】2.9 Redis缓存击穿, 穿透, 雪崩, 污染详解

  背景：有个社群网友说面试的时候，在Redis 缓存环节，面试官抽风，问了他一些缓存常见问题，关于Redis缓存穿击, 穿透, 雪崩,污染导致的原因和预防措施，本文从网络上搜接了一些概念和解释。希望大家能吊打八股文面试官。缓存穿透是指在缓存系统中，大量的请求查询一个缓存中不存在的数据，导致这些请求都绕过了缓存层，直接查询数据库或其他存储系统。这种情况下，缓存无法提供任何帮助，而且频繁访问数据库可能会对系统的性能和稳定性产生负面影响。

• 【进阶篇】2.10 Redis 持久化RDB详解

  从两个点，我们来了解下Redis持久化为什么需要持久化？Redis是个基于内存的数据库。那服务一旦宕机，内存中的数据将全部丢失。通常的解决方案是从后端数据库恢复这些数据，但后端数据库有性能瓶颈，如果是大数据量的恢复，1、会对数据库带来巨大的压力，2、数据库的性能不如Redis。导致程序响应慢。所以对Redis来说，实现数据的持久化，避免从后端数据库中恢复数据，是至关重要的。Redis持久化有哪些方式呢？为什么我们需要重点学RDB和AOF？RDBAOF虚拟内存（VM）和DISKSTORE。

• 【进阶篇】2.11 Redis 持久化 AOF详解

  Redis 支持多种持久化方式来保证数据的可靠性和持久性。其中AOF（Append Only File）机制是一种常用的持久化方式，它记录了所有对 Redis 数据库进行修改的命令，在 Redis 重启时可以使用这些命令来重构数据库状态。本文将详细介绍 Redis AOF 持久化机制的实现原理。

• 【进阶篇】2.12 Redis主从复制详解

  Redis的主从复制是指将一台Redis服务器（主服务器）的数据复制到其他Redis服务器（从服务器）上的过程。主服务器接收客户端的写操作并将其记录到本地数据库中，同时将这些写操作发送给从服务器。从服务器接收这些写操作并将其在本地数据库中重放，从而实现主从数据的同步。

• 【进阶篇】2.13 Redis 高可用主从详解

  Redis是一个高性能的键值存储系统，广泛应用于Web应用、缓存、消息队列等领域。在实际应用中，为了保证Redis的高可用性，通常需要使用主从复制来进行数据备份和故障转移。本文将介绍Redis主从复制的概念、原理和实现方式，以及主从复制中的一些问题和解决方案。主从复制是指将一个Redis实例（主服务器）的数据复制到其他Redis实例（从服务器）的过程。主服务器将自己的数据变化通过网络发送给从服务器，从服务器接收到数据后进行更新，从而保证从服务器的数据和主服务器的数据保持一致。

• 【进阶篇】2.14 Redis 高可用哨兵机制(Redis Sentinel)详解

  我们先来了解一下哨兵机制实现了以下主要功能，进一步了解这些功能的实现原理。监控：哨兵节点定期检查Redis主节点和从节点的健康状态。它们发送命令并等待响应，以确保Redis实例正常运行。如果一个节点没有响应，哨兵节点会将其标记为下线。故障检测和转移：当一个哨兵节点检测到主节点下线时，它会将这个信息广播给其他哨兵节点。当大多数哨兵节点都确认主节点下线后，它们会开始选举出一个新的主节点。这个过程称为故障转移，它可以确保Redis集群在主节点故障时仍然能够正常运行。

• 【进阶篇】2.15 Redis 高可用集群(Redis Cluster)详解

  前面两个章节我们学习关于Redis 中的高可用 Redis主从复制. 以及Redis的哨兵模式（sentinel）。我们能够发现上面两种方式主要解决读写分离，备份冗余，以及故障恢复，故障转移。但是无法解决redis的性能问题，我们如果做过测试会发现 redis在单节点的情况下，只能将CPU的一个核心跑满。这主要是因为由于Redis是单线程的，无法充分利用多核CPU的优势，因此在高并发场景下可能会出现性能瓶颈。为了解决这个问题，Redis提供了集群技术，可以将数据分布在多个节点上，实现分布式存储和高并发读写。

• 【进阶篇】2.16 Redis 消息传递发布订阅模式详解

  发布订阅模式（Publish-Subscribe Pattern）是一种消息传递模式，其基本原理是消息的发送者（发布者）不会直接发送消息给特定的接收者（订阅者），而是将消息分成不同的类别（频道），然后将消息发送给订阅了这些类别的所有接收者。发布订阅模式在分布式系统中广泛应用，例如实时消息推送、日志收集等。在 Redis 中，发布订阅模式有两个主要的角色：发布者和订阅者。

3. Redis博客专栏思维导图

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