Redis初识

Redis是什么

Redis是一个在内存中存储数据的中间件，它可以用于作为数据库，用于作为数据的缓存，市面上作为数据缓存的不止Redis一家，但为啥我们要学习Redis呢？因为Redis有一些特性和优点，让Reids在市面上脱颖而出被很多公司使用。

Redis的特性

1. 在内存中存储数据

MySQL主要通过"表"的方式来存储组织数据的"关系型数据库"，而Redis主要是通过"键值对"的方式来组织存储数据的"非关系型数据库"。

2.可编程的

针对Redis的操作，我们既可以通过命令的方式进行操作，比如Xshell的命令行，也可以通过一些脚本的方式，批量执行一些操作(可以带有一些逻辑)。

3.扩展性强

我们可以在Redis原有的基础功能上再进行扩展，Redis提供了API，我们可以通过C/C++，Java或者Rust编写扩展，本质上就是一个动态链接库。比如windows上的dll就是动态链接库，linux上的.so也是动态链接库，可以让exe去调用里面的代码。

Redis已经提供了很多的数据结构和命令，通过扩展，我们可以让Redis支持更多的数据结构，以及提供更多的命令。

4.持久化

Redis是把数据存储在内存上的，因此可以保证数据快速被访问，但是内存上的数据是易失的，程序退出或者系统重启内存上的数据就没了，因此Redis会把数据往硬盘也存一份，其中内存为主，硬盘为辅。针对数据的增删改查都是在内存上操作，而硬盘相当于对内存的数据进行了备份，当Redis重启之后，就会在重启时加载硬盘中的备份数据，使Redis的内存数据恢复到重启前的状态。

5.水平扩展

水平扩展类似于分库分表，一个Redis能存储的数据是有限的，毕竟内存空间有限，如果我们要存储很多数据可以引入多个主机，部署多个Redis节点，每个Redis存储数据的一部分。

6.高可用

高可用也可以叫做冗余或者备份，Redis自身也支持"主从"结构的，如果主节点挂了，从节点可以补上，这个过程是可以自动完成的，主节点一挂，从节点自动就顶上成为主节点了，用户是感知不到的，可以保证系统的可用性更高。

7.快

Redis最重要的一个特性就是快，天下武功，唯快不破。

为啥Redis快？其实理由很简单，

原因一:Redis数据在内存中，就比访问硬盘数据库要快很多。冯诺依曼体系结构告诉我们，CPU访问内存的数据是比访问外设更快的。

原因二:Redis核心功能都是比较简单的逻辑，关系型数据库要考虑的更多，各种约束啥的，而Redis没有拖泥带水的功能，核心功能都是操作简单的内存数据结构。

原因三:从网络角度上，Redis使用了IO多路复用的方式(epoll)，这里多说一句，多路复用是使用一个线程管理多个socket。

原因四:Redis使用的是单线程模型(虽然更高版本的Redis引入了多线程)，这样的单线程模型，减少了不必要的线程之间的竞争开销。

在我们的理解中，线程越多不是效率就越高吗？但其实不然，多线程提供效率的前提是，CPU处理密集型的任务，使用多个线程可以充分的利用CPU多核资源。但是对于Redis来说，它的核心任务主要就是操作内存的数据结构，这样的操作是比较快速比较直接的，它不会吃很多CPU，对于Redis来说，引入多线程还需要考虑多线程的加锁，数据竞争问题，就反而会影响效率。

Redis应用场景

1.实时的数据存储

说人话就是把Redis当做数据库，只不过这个数据库不是按照关系型的表方式存储，而是键值对的方式，常用于对于效率的要求比较高的场景。

大多数情况下我们考虑的是存储数据的容量要"大"，但也有写常见要考虑的是"快"，比如说搜索引擎对于性能效率的要求就是非常高的，如果搜索引擎使用MySQL就会比较慢，因此就可以使用Redis内存级数据库来完成把需要搜索的数据存储在内存中。

当然，使用这样的内存数据库存储大量的数据，需要不少硬件资源。

Redis作为数据库存的是全量数据，那么这里的数据是不能随便丢的。

2.作为缓存

我们使用MySQL存数据大，但是慢，我们有没有办法让它又大又快，很多场景都是遵循二八原则的，我们可以把热点数据拎出来存储在Redis中，20%的热点数据可以满足80%的请求，我们只用在Redis上存储这20%的数据，让大部分的请求直接读取Redis，避免直接访问数据库，这样速度就上去了，如果请求的数据Redis上不存在，再去访问数据库，这样整体的返回时间会更快。

Redis只是作为缓存辅助MySQL，即使Redis数据没了，也可以从MySQL这边加载回来。

3.存储会话

我们知道HTTP协议是没有记忆的功能的，但是我们每次登录CSDN和bilibili的时候都能识别到用户，没有每次都让我们登录，这是由于通过cookie技术保存了会话。

cookie可以实现用户身份信息的保存，但它需要session配合，这里session才在服务器这里真正存储了用户数据，而cookie只是在浏览器这边存储了一个用户的身份标识sessionid，sessionid和session配合起来实现用户身份识别，之前session是存储在应用服务器上的，但是现在引入了负载均衡之后情况就不一样的。它的工作机制是这样的。

当我们客户端进行登录操作之后，会在客户端生成一个cookie，cookie里面生成了一个sessionid，服务端就会生成一个sesssion(会话)，如果只有一个服务端，那么直接通过sessionid找到对应的会话即可，但现在是负载均衡，负载均衡是采用轮询的方式调度的，可能会把这个消息发送给不同的服务器，而这个服务器很可能不是我们注册会话的服务器，此时就会找不到，难道我们要一直登录吗？这显然是不合理的。