Redis(Remote Dictionary Server)是一个开源的内存中键值对存储数据库,由Salvatore Sanfilippo在2009年创建。
它通常被用作数据库、缓存和消息代理。
核心特点
- 内存存储:Redis的数据全部存储在内存中,读写速度极快,性能极高。
- 持久化:虽然主要在内存中操作,Redis也提供了数据持久化的选项,确保数据在服务器重启后不会丢失。
- 丰富的数据结构:支持多种数据类型,如字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合(Set)、有序集合(Sorted Set)、位图(Bitmaps)、HyperLogLogs 和地理空间索引(Geospatial Indexes)。
- 原子性操作:Redis 的所有操作都是原子性的,这意味着操作要么完全执行,要么完全不执行。这种特性对于确保数据的一致性和完整性至关重要,尤其是在高并发环境下处理事务时
- 高可用性和分布式:支持主从复制(Replication)、哨兵模式(Sentinel)和分布式集群(Cluster),提供高可用性和可扩展性。
- 事务:支持简单的事务机制,通过MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH命令实现。
- 单线程模型:尽管 Redis 是单线程的,但它通过高效的事件驱动模型来处理并发请求,确保了高性能和低延迟。单线程模型也简化了并发控制的复杂性。
- 发布/订阅模式:可以用作消息代理,支持发布/订阅模式。
常见用例
- 缓存:由于其高性能,Redis常用于缓存系统,以减少数据库的读写负载。
- 会话存储:Web应用常用Redis来存储用户会话数据。
- 实时分析:适用于需要实时数据处理的场景,如实时统计和监控。
- 消息队列:使用列表(List)和发布/订阅模式可以实现消息队列功能。
- 排行榜/计数器:有序集合(Sorted Set)适用于实现排行榜和计数器。
数据类型
- 字符串(String):最简单的键值对,值可以是字符串、整数或浮点数。
- 哈希(Hash):用于存储对象,例如用户信息,可以通过字段存取。
- 列表(List):链表结构,可以进行插入、删除和修剪操作,适用于消息队列。
- 集合(Set):无序集合,支持交集、并集和差集操作。
- 有序集合(Sorted Set):有序集合,每个元素都会有一个评分,根据评分排序。
- 位图(Bitmaps):可以进行按位操作,适合实现一些低级别的计数功能。
- HyperLogLogs:用于基数统计,能够在小内存占用下统计大规模数据的独立元素个数。
- 地理空间索引(Geospatial Indexes):可以存储地理位置,并进行范围查询和距离计算。
持久化
Redis提供了两种持久化机制:
- RDB(Redis Database File):定期生成数据的快照,保存到磁盘。
- AOF(Append-Only File):记录每个写操作,重新启动时可以重放这些操作来重建数据。
高可用性和集群
- 主从复制(Replication):数据可以从主节点复制到从节点,增加了数据的冗余性和读性能。
- 哨兵模式(Sentinel):监控主从节点的状态,自动进行故障转移,保证高可用性。
- 分布式集群(Cluster):通过分片技术将数据分布在多个节点上,提供了水平扩展能力。