第 191 章:Redis 入门与数据结构

学习目标

理解 Redis 是什么、为什么快
掌握 5 种基础数据结构
学会常用命令
了解持久化机制

一、Redis 简介

Redis (Remote Dictionary Server) 是一个基于内存的键值数据库,常用于缓存、排行榜、计数器、分布式锁等场景。

二、为什么 Redis 这么快

特性	说明
基于内存	读写都是内存,ns 级
单线程	无锁竞争,避免上下文切换
IO 多路复用	epoll 模型,处理高并发
C 语言实现	接近底层
数据结构优化	自定义编码

单线程

Redis 6.0 后 IO 多线程化,但命令执行仍是单线程。

三、安装

bash

# macOS
brew install redis
redis-server

# Docker
docker run -d -p 6379:6379 --name redis redis:7-alpine

# Ubuntu
sudo apt install redis-server

四、5 种基础数据结构

4.1 String(字符串)

最简单也最常用,最大 512MB。

bash

SET user:1:name "Tom"           # 设置
GET user:1:name                 # 获取
DEL user:1:name                 # 删除
EXISTS user:1:name              # 是否存在
EXPIRE user:1:name 60           # 60s 过期
INCR counter                    # +1
DECR counter                    # -1
INCRBY counter 5                # +5
APPEND user:1:name " Jr"        # 追加
STRLEN user:1:name              # 长度
MSET k1 v1 k2 v2                # 批量设
MGET k1 k2                      # 批量取

应用场景:

缓存 JSON
计数器(点赞、阅读量)
分布式 ID (INCR)
分布式锁

4.2 Hash(哈希)

键值对集合,适合存对象。

bash

HSET user:1 name "Tom" age 18
HGET user:1 name
HGETALL user:1                  # 所有字段
HMSET user:1 name "Jerry" age 20
HMGET user:1 name age
HINCRBY user:1 age 1
HDEL user:1 age
HEXISTS user:1 name
HKEYS user:1                    # 所有字段名
HVALS user:1                    # 所有值
HLEN user:1                     # 字段数量

应用场景:存用户对象(优于 JSON 字符串,可单独更新字段)

4.3 List(链表)

有序可重复,双向链表。

bash

LPUSH list 1 2 3                # 左压入
RPUSH list 4 5                  # 右压入
LRANGE list 0 -1                # 全取
LPOP list                       # 左弹出
RPOP list                       # 右弹出
LLEN list                       # 长度
LINDEX list 0                   # 按下标取
LSET list 0 "new"               # 按下标设
LREM list 1 "a"                 # 删除 1 个 "a"
LTRIM list 0 99                 # 保留 0-99
RPOPLPUSH src dst               # 原子迁移(经典)
BRPOP list 5                    # 阻塞弹出,5s 超时

应用场景:

消息队列(简单场景)
最新列表(微博时间线)
栈/队列

4.4 Set(集合)

无序不重复,基于哈希表。

bash

SADD tags "java" "redis" "mysql"
SMEMBERS tags                   # 所有元素
SISMEMBER tags "java"           # 是否存在
SCARD tags                      # 数量
SREM tags "java"                # 删除
SPOP tags                       # 随机弹出一个
SRANDMEMBER tags 2              # 随机取 2 个(不弹)
SINTER s1 s2                    # 交集
SUNION s1 s2                    # 并集
SDIFF s1 s2                     # 差集
SINTERSTORE dst s1 s2           # 交集存到 dst

应用场景:

标签
共同好友(交集)
去重

4.5 Sorted Set(ZSet)

有序集合,带 score 权重。

bash

ZADD rank 100 "Tom" 90 "Jerry" 95 "Bob"
ZRANGE rank 0 -1                # 按 score 升序
ZRANGE rank 0 -1 WITHSCORES
ZREVRANGE rank 0 2              # 按 score 降序前 3
ZSCORE rank "Tom"               # 查分数
ZINCRBY rank 10 "Tom"           # 加 10
ZCARD rank                      # 数量
ZRANK rank "Tom"                # 排名
ZREM rank "Tom"
ZCOUNT rank 80 100              # 80-100 分数段的数量
ZRANGEBYSCORE rank 80 100       # 分数段的所有成员

应用场景:

排行榜(游戏分数)
带权重的队列
滑动窗口限流

五、3 种高级数据结构

5.1 Bitmap(位图)

bash

SETBIT signed:2024-01-01 1 1    # 用户 1 签到
GETBIT signed:2024-01-01 1
BITCOUNT signed:2024-01-01      # 签到数
BITOP AND dst key1 key2         # 位运算

场景:用户签到、日活统计

5.2 HyperLogLog(基数统计)

bash

PFADD uv:2024-01-01 "u1" "u2" "u3"
PFCOUNT uv:2024-01-01           # 不重复数(有 0.81% 误差)
PFMERGE uv:total uv:2024-01-01 uv:2024-01-02

场景:UV 统计,内存固定 12KB

5.3 GEO(地理位置)

bash

GEOADD cities 116.40 39.90 "北京" 121.47 31.23 "上海"
GEODIST cities 北京 上海 km
GEORADIUS cities 116.40 39.90 1000 km   # 北京 1000km 内城市
GEOSEARCH cities FROMLONLAT 116.40 39.90 BYRADIUS 1000 km

场景:附近的人、门店

六、Key 过期与淘汰

6.1 过期时间

bash

EXPIRE key 60                   # 秒
PEXPIRE key 60000               # 毫秒
EXPIREAT key 1700000000         # 绝对时间戳
TTL key                         # 剩余时间(-1 永久,-2 不存在)
PERSIST key                     # 取消过期

6.2 内存淘汰策略

redis.conf:

conf

# 内存上限
maxmemory 256mb

# 淘汰策略
# noeviction      默认,写命令报错
# allkeys-lru    所有 key 中 LRU 淘汰
# volatile-lru   仅过期 key 中 LRU
# allkeys-lfu    所有 key 中 LFU(更精确)
# volatile-ttl   优先淘汰快过期的
maxmemory-policy allkeys-lru

七、持久化

7.1 RDB(快照)

conf

# 900s 内至少 1 次修改 → 触发
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

dbfilename dump.rdb
dir ./

特点:

✅ 二进制压缩,体积小
✅ 恢复快
❌ 可能丢失最后一次快照后的数据

7.2 AOF(追加日志)

conf

appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"

# 同步策略
# always: 每次写都 fsync(最安全)
# everysec: 每秒(默认,推荐)
# no: 不主动
appendfsync everysec

# 自动重写
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

特点:

✅ 数据丢失少
❌ 文件大,恢复慢

7.3 混合持久化(Redis 4+)

conf

aof-use-rdb-preamble yes

AOF 文件 = RDB 头 + 增量 AOF,兼顾两者优点。

八、常用管理命令

bash

# 服务端
INFO                          # 服务器信息
DBSIZE                        # key 总数
CONFIG GET maxmemory          # 查配置
CONFIG SET maxmemory 512mb    # 改配置
MONITOR                       # 实时监控所有命令
SLOWLOG GET 10                # 慢日志
CLIENT LIST                   # 客户端连接

# 客户端
SELECT 0                      # 切换数据库(0-15)
FLUSHDB                       # 清当前库
FLUSHALL                      # 清所有库

九、本章小结

数据结构	特点	场景
String	简单	缓存、计数器
Hash	字段独立	对象
List	有序可重复	队列、最新列表
Set	无序去重	标签、共同好友
ZSet	带权重排序	排行榜

持久化	优点	缺点
RDB	小、快	可能丢数据
AOF	安全	大、慢

动手练习

用 Redis 实现文章阅读量统计
用 ZSet 实现游戏排行榜
用 Set 实现文章标签去重
配置 RDB + AOF 混合持久化

第 191 章:Redis 入门与数据结构 ​

一、Redis 简介 ​

二、为什么 Redis 这么快 ​

三、安装 ​

四、5 种基础数据结构 ​

4.1 String(字符串) ​

4.2 Hash(哈希) ​

4.3 List(链表) ​

4.4 Set(集合) ​

4.5 Sorted Set(ZSet) ​

五、3 种高级数据结构 ​

5.1 Bitmap(位图) ​

5.2 HyperLogLog(基数统计) ​

5.3 GEO(地理位置) ​

六、Key 过期与淘汰 ​

6.1 过期时间 ​

6.2 内存淘汰策略 ​

七、持久化 ​

7.1 RDB(快照) ​

7.2 AOF(追加日志) ​

7.3 混合持久化(Redis 4+) ​

八、常用管理命令 ​

九、本章小结 ​

动手练习 ​

推荐阅读 ​

第 191 章:Redis 入门与数据结构

一、Redis 简介

二、为什么 Redis 这么快

三、安装

四、5 种基础数据结构

4.1 String(字符串)

4.2 Hash(哈希)

4.3 List(链表)

4.4 Set(集合)

4.5 Sorted Set(ZSet)

五、3 种高级数据结构

5.1 Bitmap(位图)

5.2 HyperLogLog(基数统计)

5.3 GEO(地理位置)

六、Key 过期与淘汰

6.1 过期时间

6.2 内存淘汰策略

七、持久化

7.1 RDB(快照)

7.2 AOF(追加日志)

7.3 混合持久化(Redis 4+)

八、常用管理命令

九、本章小结

动手练习

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