Redis 数据结构和特性介绍

Redis 是一种基于键值对（key-value）的NoSQL数据库，相比其他键值对数据库的优势是，Redis 的 value 值类型更加的丰富可以由 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）等多种数据和算法组成。
Redis 的读写速度非常快，由于 Redis 的数据都存放在内存中。
Redis 可以将内存的数据利用快照（RDB）和日志（AOF）的形式保存到硬盘上，防止断电和机器故障时内存的数据丢失。
Redis 还有键过期、发布订阅、事务、流水线、Lua 脚本等功能。

2 Redis 有哪些特性

2.1 读写速度快

正常情况下，Redis 的执行命令非常快，读写性能可以达到10万/秒（仅供参考，具体与机器性能有关）实现 Redis 读写速度这么快的原因有四点：

Redis 的所有数据都是存放在内存中的，这个是 Redis 速度快的最主要的原因。
Redis 是用C语言实现的，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。
Redis 使用了单线程架构，预防了多线程可能产生的竞争问题。
Redis 源码作者对程序的精打细磨。

2.2 基于键值对的数据结构服务器

Java 里面的 map，Python 里面的 dict 都提供了字典的功能，Redis（REmote Dictionary Server）与很多键值对数据库不同的是，值不仅可以是字符串，还可以是其他的数据结构，如：哈希、列表、集合、有序集合以及在字符串的基础之上演变出来的位图（Bitmaps）、HyperLogLog 两种数据结构和 GEO，如此使得 redis 的应用场景更广，有利于开发效率的提高。

2.3 丰富的功能

除了5种数据结构，Redis 还提供了许多额外的功能：

键过期功能，实现缓存。
发布订阅功能，实现消息系统。
Lua 脚本功能，利用 Lua 创造出新的 Redis 命令。
简单的事务功能，能在一定程度上保证失误特性。
流水线（Pipeline）功能，客户端将一批命令一次性传到 Redis，减少网络开销。

2.4 简单稳定

简单表现在三个方面：

Redis 源代码少，早期2万行，3.0之后添加集群特性，5万行。
Redis 使用单线程模型，服务端处理模型变得简单，客户端开发变得简单。
Redis 不需要依赖操作系统的类库（Memcache依赖libevent），自己实现了事件处理的相关功能。

2.5 客户端语言多

Java、Php、Python、C、C++

2.6 持久化

数据存放在内存里面是不安全的，因为一定出现断电或者机器故障，重要的数据可能都会丢失，Redis 提供了两种持久化的方式：RDB 和 AOF ，即可以用两种策略将内存的数据存储到硬盘中，如此保证数据的持久化。

2.7 主从复制

Redis 实现了复制功能，实现了多个相同数据的 Redis 副本。

2.8 高可用和分布式

Redis 2.8 实现 Redis Sentinel ，能保证 Redis 节点的故障发现和故障自动转移。
Redis 3.0 实现了分布式实现 Redis Cluster，提供了高可用、读写和容量的扩展性。

3 Redis 的使用场景

3.1 缓存

高性能：假如用户第一次访问数据库中的某些数据。这个过程会比较慢，因为是从硬盘上读取的。将该用户访问的数据存在数缓存中，这样下一次再访问这些数据的时候就可以直接从缓存中获取了。操作缓存就是直接操作内存，所以速度相当快。如果数据库中的对应数据改变的之后，同步改变缓存中相应的数据即可！
高并发：直接操作缓存能够承受的请求是远远大于直接访问数据库的，所以我们可以考虑把数据库中的部分数据转移到缓存中去，这样用户的一部分请求会直接到缓存这里而不用经过数据库。