最全的Redis概念解析，从入门到精通

小健学 Java

于 2025-03-26 13:32:13 发布

阅读量939

点赞数 31

文章标签： redis 数据库缓存

本文链接：https://blog.csdn.net/zj6182007/article/details/146527129

版权

Redis（Remote Dictionary Server）是一种开源的内存数据结构存储系统，广泛应用于缓存、消息代理和实时数据分析等领域。其高性能和丰富的数据结构使其在现代应用开发中占据重要地位。

1. 什么是 Redis？

Redis 是一个基于内存的键值存储系统，支持多种数据结构，如字符串、列表、集合、哈希和有序集合等。由于数据存储在内存中，Redis 具有极快的读写性能，适用于对速度要求高的场景。

2. Redis 的核心特性

•丰富的数据结构：支持字符串、列表、集合、哈希、有序集合等多种数据类型，方便开发者根据需求选择合适的数据结构。

•持久化：虽然 Redis 是内存数据库，但提供了数据持久化机制，如 RDB 快照和 AOF 日志，确保数据的持久性。

•高可用和分布式：通过主从复制、哨兵模式和集群模式，Redis 实现了高可用和分布式部署，满足不同规模的应用需求。

•Lua 脚本支持：Redis 内置了对 Lua 脚本的支持，允许在服务器端执行复杂操作，减少网络开销。

•事务：支持简单的事务机制，允许一次性、顺序地执行多个命令，保证操作的原子性。

3.Redis 常用数据类型及使用方法

1.1 字符串（String）

描述：字符串是 Redis 最基本的数据类型，存储单个键值对，值可以是文本、数字或二进制数据，最大可存储 512MB。

常用命令：

•SET key value：设置键 key 的值为 value。

•GET key：获取键 key 的值。

•INCR key：将键 key 的值加 1，适用于计数器场景。

应用场景：缓存、计数器、分布式锁等。

1.2 列表（List）

描述：列表是按插入顺序排序的字符串序列，支持从两端推入和弹出元素。

常用命令：

•LPUSH key value：将值 value 从左侧推入列表 key。

•RPUSH key value：将值 value 从右侧推入列表 key。

•LPOP key：从左侧弹出列表 key 的一个元素。

•RPOP key：从右侧弹出列表 key 的一个元素。

•LRANGE key start stop：获取列表 key 中指定范围的元素。

应用场景：消息队列、任务队列、最新消息列表等。

1.3 哈希（Hash）

描述：哈希是字段与值的映射表，适用于存储对象的属性。

常用命令：

•HSET key field value：设置哈希表 key 中字段 field 的值为 value。

•HGET key field：获取哈希表 key 中字段 field 的值。

•HGETALL key：获取哈希表 key 中的所有字段和值。

应用场景：存储用户信息、配置项等。

1.4 集合（Set）

描述：集合是无序且唯一的字符串集合，提供高效的添加、删除和判断元素存在性操作。

常用命令：

•SADD key member：向集合 key 添加成员 member。

•SREM key member：从集合 key 中移除成员 member。

•SISMEMBER key member：判断成员 member 是否存在于集合 key 中。

•SMEMBERS key：获取集合 key 中的所有成员。

应用场景：标签、好友列表、去重操作等。

1.5 有序集合（Sorted Set）

描述：有序集合类似于集合，但每个元素关联一个分数（score），集合中的元素按分数排序。

常用命令：

•ZADD key score member：向有序集合 key 添加成员 member，分数为 score。

•ZREM key member：从有序集合 key 中移除成员 member。

•ZRANGE key start stop [WITHSCORES]：获取有序集合 key 中指定范围的成员，可选择是否显示分数。

应用场景：排行榜、带权重的消息队列等。

4.Redis 数据类型的底层实现

4.1 字符串（String）

底层实现：字符串主要由简单动态字符串（SDS）实现，SDS 结构包含长度、已分配空间和实际数据，支持二进制安全、动态扩展等特性。

4.2 列表（List）

底层实现：列表在 Redis 3.2 之前使用双向链表（LinkedList）或压缩列表（ZipList）实现，3.2 版本后引入了快速列表（QuickList），结合了双向链表和压缩列表的优点，既支持快速插入删除，又节省内存。

4.3 哈希（Hash）

底层实现：哈希在元素较少时使用压缩列表（ZipList）存储，元素较多时转换为哈希表（Hashtable）存储，以平衡内存占用和访问效率。

4.4 集合（Set）

底层实现：集合在元素为整数且数量较少时使用整数集合（Intset）存储，否则使用哈希表（Hashtable）存储。

4.5 有序集合（Sorted Set）

底层实现：

压缩列表（Ziplist）

当有序集合中的元素数量较少且成员和分数的长度都较短时，Redis 使用压缩列表来存储数据。压缩列表是一种连续内存块，通过紧凑的方式存储数据，减少内存占用。

跳跃表（Skiplist）

当有序集合中的元素数量较多或成员和分数的长度较长时，Redis 使用跳跃表与哈希表的组合来存储数据。跳跃表是一种有序数据结构，支持高效的插入、删除和查找操作。其基本思想是在链表的基础上增加多级索引，通过跳跃的方式快速定位元素。

+----------------------------------------------------------------+
| Level 3:       1       ---------------------->      7          |
+----------------------------------------------------------------+
| Level 2:       1       ----->      4       ----->      7       |
+----------------------------------------------------------------+
| Level 1:       1   ->   2   ->   3   ->   4   ->   5   ->   7  |
+----------------------------------------------------------------+