初识 Redis

1. Redis 是什么

Redis（Remote Dictionary Server） 是一个开源的基于内存的键值型数据库，由 Salvatore Sanfilippo 开发，现由 Redis Ltd. 维护。它将数据存储在内存中，支持持久化到磁盘，兼顾了极高的读写性能与数据安全性。

Redis 的三种主要用途：

用途	说明	典型场景
缓存	将热点数据存入内存，减少数据库压力	商品详情、用户信息缓存
分布式存储	跨服务共享状态数据	Session 共享、分布式锁
消息队列	利用 List/Stream 实现轻量级队列	异步任务、发布订阅

2. Redis vs Memcached

Redis 和 Memcached 都是基于内存的缓存中间件，但定位有明显差异：

对比项	Redis	Memcached
数据类型	String / Hash / List / Set / ZSet 等	仅 String
持久化	支持 RDB + AOF	❌ 不支持
集群	原生集群 + 哨兵	客户端分片
原子操作	支持事务、Lua 脚本	仅单命令原子
发布订阅	✅ 支持	❌ 不支持
性能	单线程模型，约 10 万 QPS	多线程，高并发略优
适用场景	缓存 + 丰富业务场景	纯高性能缓存

3. 核心概念

3.1. 整体架构

Client ──▶  Redis Server（单线程事件循环）
              │
              ├── 内存数据库（所有数据）
              │     ├── db[0]  key-value pairs
              │     ├── db[1]  ...
              │     └── db[15]
              │
              ├── 持久化模块（RDB / AOF）
              │
              └── 复制模块（主从 / 哨兵 / 集群）

3.2. 数据类型一览

Redis 数据类型
├── 基础类型
│   ├── String    → 字符串、数字、二进制
│   ├── Hash      → 字段-值的映射（类似 Java HashMap）
│   ├── List      → 有序可重复列表（双端队列）
│   ├── Set       → 无序不重复集合
│   └── ZSet      → 有序不重复集合（按 score 排序）
│
└── 高级类型
    ├── Bitmap    → 位图，适合签到、状态标记
    ├── HyperLogLog → 基数统计（UV 统计）
    ├── Geo       → 地理坐标，支持距离计算
    └── Stream    → 消息流，支持消费者组

3.3. 单线程模型

Redis 的命令执行是单线程的（6.0 后网络 I/O 引入多线程，但命令执行仍单线程），这是它高性能的关键之一：

客户端请求 ──▶ I/O 多路复用（epoll）──▶ 事件队列 ──▶ 单线程执行命令
                                                        │
                                              无锁、无上下文切换
                                              约 10 万 QPS

4. 环境搭建（Docker）

4.1. docker-compose.yml

version: '3'
services:
  redis:
    image: redis:7.0
    container_name: redis
    ports:
      - "6379:6379"
    command: redis-server --requirepass 123456 --appendonly yes
    volumes:
      - redis_data:/data

volumes:
  redis_data:

4.2. 启动

docker-compose up -d

4.3. 验证

# 进入容器
docker exec -it redis redis-cli -a 123456

# 测试连通性
ping                    # → PONG

# 基本读写
SET hello "Redis"       # → OK
GET hello               # → "Redis"

# 查看服务信息
INFO server

5. SpringBoot 快速接入

5.1. 添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<!-- 连接池（推荐） -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

5.2. application.yml 配置

spring:
  data:
    redis:
      host: localhost
      port: 6379
      password: 123456
      database: 0          # 使用第 0 号数据库
      lettuce:
        pool:
          max-active: 8    # 最大连接数
          max-idle: 8      # 最大空闲连接
          min-idle: 0      # 最小空闲连接
          max-wait: 100ms  # 获取连接最大等待时间

5.3. 快速验证

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@Test
public void testRedis() {
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("hello", "Redis");
    String value = stringRedisTemplate.opsForValue().get("hello");
    System.out.println(value); // → Redis
}

6. 核心概念速查

概念	一句话总结
内存数据库	数据存内存，读写速度约为磁盘的 100 倍
单线程执行	命令串行执行，无锁，约 10 万 QPS
持久化	RDB 快照 + AOF 日志，保证重启不丢数据
过期机制	惰性删除 + 定期删除，到期不立即清理
主从复制	数据同步到 Slave，实现读写分离
哨兵 / 集群	高可用方案，自动故障转移