Redis

概述

Redis（Remote Dictionary Server）是基于内存的高性能 key-value 数据库，支持丰富的数据结构，广泛用于缓存、消息队列、分布式锁等场景。

数据类型

基本类型

类型	底层结构	典型场景
String	SDS	缓存、计数器、分布式锁
List	quicklist（ziplist + 链表）	消息队列、最新列表
Hash	ziplist / hashtable	对象存储、购物车
Set	intset / hashtable	去重、交集并集运算、标签
ZSet	ziplist / skiplist + hashtable	排行榜、延迟队列

特殊类型

Bitmap：位操作，签到统计
HyperLogLog：基数估算，UV 统计
GEO：地理位置，附近的人
Stream：消息队列（5.0+）

持久化

RDB（快照）

定时将内存数据快照写入磁盘
优点：恢复速度快，文件紧凑
缺点：可能丢失最后一次快照后的数据

# 配置
save 900 1      # 900秒内至少1次修改则触发
save 300 10
save 60 10000

AOF（Append Only File）

每次写操作追加到日志文件
三种刷盘策略：
- always：每条命令都刷盘（最安全，最慢）
- everysec：每秒刷盘（推荐）
- no：由操作系统决定

混合持久化（4.0+）

RDB + AOF 结合
重写时以 RDB 格式写入基础数据，增量部分用 AOF

内存淘汰策略

策略	说明
noeviction	默认，内存满时拒绝写入
allkeys-lru	所有 key 中淘汰最近最少使用
allkeys-lfu	所有 key 中淘汰最不经常使用（4.0+）
volatile-lru	设了过期时间的 key 中 LRU
volatile-lfu	设了过期时间的 key 中 LFU
allkeys-random	随机淘汰
volatile-random	过期 key 中随机淘汰
volatile-ttl	淘汰 TTL 最短的

集群方案

主从复制

全量同步 + 增量同步（repl_backlog）
从节点只读

哨兵模式（Sentinel）

监控主从节点
自动故障转移
配置提供者

Cluster 模式

数据分片（16384 个 hash slot）
节点间 Gossip 协议通信
每个 key 通过 CRC16(key) % 16384 计算所属 slot

常见应用场景

分布式锁

# 加锁
SET lock:order:123 "unique_value" NX EX 30
# 释放锁（Lua 脚本保证原子性）
EVAL "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end" 1 lock:order:123 "unique_value"

生产环境推荐使用 Redisson 实现分布式锁。

缓存击穿/穿透/雪崩

问题	原因	解决方案
缓存穿透	查询不存在的数据	布隆过滤器、缓存空值
缓存击穿	热点 key 过期	互斥锁、热点 key 永不过期
缓存雪崩	大量 key 同时过期	过期时间加随机值、多级缓存

其他场景

排行榜：ZSet + ZRANGEBYSCORE
计数器：INCR / INCRBY
消息队列：List + BRPOP / Stream
限流：滑动窗口（ZSet）/ 令牌桶

Redisson

特点

基于 Netty 的 Redis Java 客户端
提供分布式锁、限流器、布隆过滤器等高级功能
支持多种锁：可重入锁、公平锁、读写锁、红锁

Watchdog 机制

默认 30 秒锁过期
后台线程每 10 秒续期，防止业务未完成锁过期

常见面试题

Redis 为什么快？
Redis 的持久化方式？如何选择？
缓存穿透、击穿、雪崩的解决方案？
Redis Cluster 的分片原理？
如何实现一个分布式锁？

参考资料

Redis 官方文档
《Redis 设计与实现》