Redis是工作广泛使用的存储中间件， 大部分互联网技术研发人员或多或少接触过它。 然而，在面试过程确发现，很多同学对Redis的理解仅限于简单使用，对其具体原理与相关设计知之甚少。为了强化自己对该中间的进一步理解，也为了给有兴趣的初学者提供一些入门级知识，撰写了该Redis系列。
Redis是什么？
Redis是研发过程中经常使用的一个中间件，其英文全称为“Remote Dictionary Service”（远程字典服务）。其以超高的性能、完善的文档、简洁的源码和丰富的客户端库而风靡互联网界。
Redis起源？
为了避免MySQL的低性能，意大利人Salvatore Sanfilippo（网名Antirez）亲自定做了数据库，并在2009年完成并发布Redis最初版本，其遵守 BSD 协议。Redis默认端口为6379，该端口不是随机指定的，而是手机九宫格键盘上的MERZ，在作者的朋友圈中指代“愚蠢”（作者博客）。短短几年，Redis并有了庞大的用户群体。
Redis能做什么？
常见使用：
数据存储、用户限流、分布式锁、延时队列等基本使用。
用户历史行为记录；用户帖子点赞数、评论数和点击数记录；近期热点内容缓存等系统性使用。
Redis安装
- docker安装。
- 源码编译安装
- 使用api-get(Ubuntu)、yum(RedHat) 、brew（Mac）等工具安装。
以下为linux源码安装步骤：
- 创建目录：
mkdir redis （目录随意，看自己喜好） - 下载源码到指定目录：
wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.9.tar.gz
(亦可去redis官网手动下载最新版本到电脑。最新版本已到6.0.7，但电脑gcc版本问题，无法编译，故使用5.0.9进行演示。)
-
解压安装包并进入文件：
tar -zxf redis-5.0.9.tar.gz
cd redis-5.0.9
- 编译并安装：
make
（编译，注意查看是否会有编译错误问题，如果有问题的话，查找对应的异常原因并进行修复。编译好的可执行文件在./redis-5.0.9/src 目录下)
make test
（编译检查，出现“tests passed without errors!” 说明编译无错误。）
make install PREFIX=/xxxx/redis/redis-5.0.9
（安装，PERFIX= xxx 来指定安装目录该目录需要是绝对路径，不能是相对路径。 在该目录下会有一个bin文件夹，里面存放可执行文件，如下图所示。)
（如果未指定PREFXI，则默认安装到/usr/bin目录下。如果是当前用户无该目录权限则安装会失败。其实所谓的安装，也就是把编译好的几个可执行文件从src目录下复制到对应目录下。完全可以直接通过src目录下的可执行文件启动redis。）
-
启动redis服务端:
./bin/redis-server ./conf/redis.conf
（命令格式: "可执行文件 配置文件"。下图的第一个红框的redis.conf为默认的redis配置，如启动时不指定配置文件，那么redis将使用redis默认配置，并在启动日志里出现
“Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use ./bin/redis-server /path/to/redis.conf”。
由于通常我们需要修改配置，故将其复制到了所创建的conf目录下，方便今后修改。出现下图中fianl出内容，则服务启动完成。如需要设置后端运行，则修改配置文件中"daemonize"属性为"yes"即可。）
-
启动redis客户端：
./bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
（redis-cli为redis自带的客户端，-h 指定要连接的地址 -p 指定要连接的端口）
Redis基本使用
./bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
（通过客户端连接到redis服务器后，即可通过redis相关命令进行数据操作。）
Redis基本数据类型
| 类型 | 中文名 | 说明 | 相关命令 |
|---|---|---|---|
| string | 字符串 | redis最简单的数据结构。类似于java的Arraylist。 字符串长度小于1MB时，扩容都采用加倍方式，大于1MB时，每次扩容加1MB,最大长度为512MB。 |
set,get mset,mget setex：设置key且设置过期时间 ,setnx：如果不存在就设置 incr：计数，只能用于数值value |
| list | 列表 | 链表结构（不是数组），类似于Java的LinkedList，但其是双向链表。 首位插入和删除时，时间复杂度为O(1)，索引定位时时间复杂度为O(n)。当删除其中最后一个元素后，该数据接口被删除，内存被回收。 |
rpush,rpop lpush,rpop lindex:通过index获取值。 慎用，O(n) lrang:通过index获取区间内的值。 慎用,O(n) ltrim:删除区间外的值。 慎用，O(n) llen: 获取列表长度。O(1)。 |
| hash | 字典 | hash结构，与java的HashMap类似。 底层使用“数组+链表”的二维结构。 |
hset,hget hgetall hlen hmest hincrby: 数值加1操作。只能对数值有效。 |
| hset | 集合 | set结构，与java的HashSet类似。 本质是特殊的字典，即key为要存储的值，value为null。注意该结构无序。 |
sadd,spop smemebers: 后去set中所有值。 sismember：判断set中是否包含某个值。 scrad: 获取set长度。 |
| zset | 有序列表 | 有序的set结构。类似与 sortSet和hashMap的结合体。 其是一个set，保证值的唯一性；同时，可以为每个值设置score，用于表示权重。 |
zadd,zrem zrange: 按score排序输出。 zrevrange：按score逆序输出。 zcard: 获取元素个数。 zscore: 获取对于值的score。 zrangebyscore: 根据分值区间遍历。 |
附加探讨
- redis list结构解析
快速链表：元素较少时，使用一块连续的内存存储(ziplist)。当数据量比较多时，将多个ziplist添加首位双向指针，形成quicklist。这种quicklist能满足较好的插入性能，又能减少冗余空间和内存碎片化问题。 - redis hash结构解析
redis hash结构与java的hash结构类似。不同的是，java的hash在扩缩容时，使用的resh需要同时操作全量数据，而redis采用渐进式rehash策略。在redis进行rehash操作时，同时存在两个hash结构。客户端发送的查询命令会同时查询这两个hash结构，后续的定时任务以及hash操作指令中，循序渐进的将旧hash内容一步步迁移。完成迁移后，使用新的hash结构取而代之。 - redis zset结构解析
zet内部使用跳跃链表数据结构存储。
详细介绍见博文：redis zset 的实现，基于链表的二分查找 -- 跳跃表源码解析
