Redis教程（1）
如果觉得写的还可以，点个赞支持一下笔者呗！你的点赞和关注会让我更快更新哦。笔者会持续更新关于Java和大数据有关的文章。目前集中精力在更新java框架的内容。
1. 简介
Redis（全称：Remote Dictionary Server 远程字典服务）是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的、Key-Value 数据库，并提供多种语言的 API。主要提供了 5 种数据结构： 字符串、 哈希、 列表、 集合、 有序集合， 同时在字符串的基础之上演变出了位图（Bitmaps）和 HyperLogLog 两种神奇的 “数据结构”， 并且随着 LBS（ Location Based Service， 基于位置服务） 的不断发展， Redis3.2 版本中加入有关 GEO（ 地理信息定位） 的功能，
2. Redis 特性
没有无缘无故的爱，Redis 之所以集万千宠爱于一身，必然有它的原因所在。Redis 身上具有很多特性了，而这些特性恰好可以解决互联网应用中的一些非常棘手的难题。这些特性使它脱颖而出，成了架构师的心头好。说了这么多，Redis 究竟有什么本事呢？且听我慢慢道来～
2.1 高性能
天下武功无坚不破，唯快不破。Redis 是出了名的快呀，官方给出的数字是读写性能可以达到 10 万 / 秒。让 Redis 有如此性能的关键因素是因为 Redis 是基于内存的数据库。下表是各种计算机硬件处理数据的时间对比：
| 硬件及操作 | 所需时间 |
| L1 cache reference 一级缓存引用 | 0.5 ns |
| Branch mispredict 分支错误预测 | 5 ns |
| L2 cache reference 二级缓存引用 | 7 ns |
| Mutex lock/unlock 互斥锁定 / 解锁 | 25 ns |
| Main memory reference 主存引用 | 100 ns |
| Compress 1K bytes with Zippy 用 Zippy 压缩 1K 数据 | 3,000 ns |
| Send 2K bytes over 1 Gbps network 通过 1Gbps 带宽网络发送 2K 数据 | 20,000 ns |
| Read 1 MB sequentially from memory 从内存顺序读取 1M 数据 | 250,000 ns |
| Round trip within same datacenter 同一数据中心往返一次，ping 一下 | 500,000 ns |
| Disk seek 磁盘寻道 | 10,000,000 ns |
| Read 1 MB sequentially from disk 从磁盘顺序读取 1MB 数据 | 20,000,000 ns |
| Send packet CA->Netherlands->CA 在 CA 向荷兰发包再返回 | 150,000,000 ns |
从上表可知，计算机里除了 CPU 以外，就属内存快了。另外，Redis 是用 C 语言实现的，C 语言在我们的印象里，除了难学以外，另一个特点就是执行效率高了，这也是 Redis 具有高性能的因素之一。最后因为 Redis 使用了单线程架构（咦？不都说多线程快吗？怎么 Redis 单线程也这么快？留给你来寻找答案）。
2.2 丰富的数据结构
- String
- Hash
- List
- Set
- Sorted Set
- Bitmap
- Hyperloglog
- …
2.3 强大的功能
- 键过期，缓存的基础之一；
- 发布订阅，可以用来实现消息系统；
- 支持 Lua 脚本，可以扩展 Redis 功能；
- 简单的事务功能， 能在一定程度上保证事务特性；
- 流水线（ Pipeline），可以批量提交，减少网络开销；
- 持久化，保证数据安全不丢失，提高容灾能力；
- 主从复制，为分布式高可用打下基础；
- 分布式，使 Redis 高可用、易扩展。
2.4 简单可靠
Redis 的代码量很少，早期版本只有两万行左右，即便是添加了集群特性以后，代码也不过五万行。作为一个 NoSQL 数据库来说，代码量已经相当的少了。这也使得作为非专攻 Redis 的技术人员可以将 Redis 研究透彻。再加上其作者的编码风格极其优雅，通过研究 Redis 的源码也可以很好的提高自己的编码水平。另外，基于单线程的实现方式，也使得客户端开发变得简单。
2.5 支持多种语言
使用简单的 TCP 协议就可以与 Redis 进行通信，众多编程语言都可以轻松的接入到 Redis。由于 Redis 以上的众多优点，使得它颇受开源社区以及公司认可，所以支持 Redis 的语言也越来越多，几乎涵盖了所有主流编程语言，真是有容乃大呀（有容是谁？）。强者愈强，马太效应在 Redis 身上表现得淋漓尽致。以下是来自 Redis 官网的编程语言支持列表：
3. Redis 可以做什么
通过上面的内容我们知道，Redis 拥有很多优点与强大的功能。蜘蛛侠的叔叔曾经告诉我们：With great power comes great responsibility。所以 Redis 一定也肩负着重任，那么我们就来看看人们通常会用 Redis 来做什么吧。
3.1 缓存
用于做缓存可是 Redis 的看家本领，也是 Redis 最广泛的用途没有之一。强大的性能加上优秀的缓存设计不但可以提升系统的访问速度，还能大大滴缓解数据库的压力。对于一些查询频率很高但很少修改的数据来说，使用 Redis 来缓存在合适不过了。 Redis 提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最大内存和内存溢出后的淘汰策略。 一个合理的缓存设计能够为一个网站的稳定保驾护航。
3.2 排行榜
很多网站都有排行榜应用的，比如吃瓜群众每天都会关注的微博热搜，还有程序员关注的 GitHub 热度排行等。Redis 提供的有序集合（sorted set）能实现各种复杂的排行榜应用。
3.3 计数器
计数器在我们日常生活中也很常见，比如微博的点赞数、转发量，微信文章的阅读量、在看人数，视频网站的播放量等。这种累加的功能使用 Redis 的 incr 命令来实现非常合适。不但性能好，而且还能从容应对高并发的请求。
3.4 社交网络
微博的关注与粉丝、共同关注，传统关系型数据库不擅长处理这种数据。而 Redis 可以很好的实现并且有非常好的性能。例如，点赞列表、收藏列表、关注列表、粉丝列表等，使用 Hash 类型数据结构是个不错的选择。
3.5 消息队列系统
消息队列是大型网站必用中间件，如 ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka 等流行的消息队列中间件，主要用于业务解耦、流量削峰及异步处理实时性低的业务。Redis 虽然和专业的消息队列比还不够足够强大， 但是对于一般的消息队列功能基本可以满足。
3.6 分布式锁
目前几乎所有互联网公司都用到了分布式技术，我们在享受新技术的同时也会面对一些新的问题。分布式系统在应对同一资源并发修改的时候，不管是 synchronized 还是 ReentrantLock 都显得力不存心了。而直接利用数据库的锁在高并发下容易将数据库服务器拖垮。这时候 Redis 又一次站了出来，利用其高性能以及具有原子性的命令 setnx 或者借助 Lua 脚本可以实现分布式锁的功能。
