效能優越

redis的效能優越主要來自三個方面

• 基於ANSIC語言編寫，接近於組合語言的機器語言，執行速度快速
• 基於記憶體讀寫
• 資料庫結構只有6種資料型別，資料結構簡單，規則少

應用場景

• 快取常用的資料
• 在需要高速讀寫的場合，比如一些商品搶購和搶紅包的場合

業務考量

• 業務資料常用嗎？命中率如何？如果命中率很低就沒有必要寫入快取
• 該業務是讀操作多，還是寫操作多，如果寫操作多，頻繁寫入資料庫，也沒有必要使用快取
• 業務資料大小如何？如果要儲存幾百兆位元組的檔案，會給快取帶來很大的壓力，有沒有必要？

流程圖

快取

高速讀寫場合

轉換

   由於redis只提供基於字串型的操作，而在Java中使用的卻以類物件為主，所以需要redis儲存字串和Java物件相互轉換，Spring對這些進行了封裝和支援，它提供了序列化的設計框架和一些序列化的類，使用它後可以通過序列化把Java物件轉換，使得redis能把它儲存起來，在讀取的時候，再把由序列化的字串轉化為java物件，這樣在Java環境使用redis就更加簡單了，所以更多時候，可以使用Spring提供的RedisTemplate的機制來使用Redis

資料型別

字串

除了get、set、incr、decr、mget等操作外，Redis還提供了下面一些操作，獲取字串的長度，往字串append內容，設定和獲取字串的一段內容，設定獲取字串的某一位，批量設定一系列字串的內容

注意事項：

• 在測試過程中，如果開始把value設定為浮點數，那麼incr、decr、incrby、decrby的命令都會失敗
• redis並不支援減法、乘法、除法操作
• 由於redis功能比較弱，所以經常會在java程式中讀取它們，然後通過java進行計算並設計它們的值

應用場景

String是最常用的一種資料型別，普通的key/value儲存都可以歸為此類，value其實不僅是String，也可以是數字；比如想知道什麼時候可以封鎖一個ip地址，INCRBY命令可以使這些變得容易，通過原子遞增保持計數

實現方式：m,decr等操作時會轉成數值型進行計算，此時redisObject的encoding欄位為int

雜湊

常用命令：hget,hset,hgetall等

應用場景

比如我們要儲存一個使用者資訊的物件資料，包含以下資訊：

        使用者ID,查詢的key

        儲存的value使用者物件包含姓名name，年齡age，生日birthday等資訊，

如果用普通的key/value結構來儲存，主要有以下兩種儲存方式：

第一種方式將使用者Id作為查詢的key，把其他資訊封裝成一個物件以序列化的方式儲存，

如 set u001 “李三，18，20010101”

這種方式的缺點是增加了序列化和反序列化的開銷，並且在需要修改其中一項資訊時，需要將整個物件取回，並且操作需要對併發進行保護，引入CAS等複雜問題

第二種方法是這個使用者資訊有多少成員就儲存成多少個key-value對，使用者ID+對應屬性的名稱作為唯一標識來取得對應屬性的值，

如 mset user:001:name”李三”  user:001:age18 user:001:birthday”20010101”

雖然省去了序列化開銷和併發的問題，但是使用者ID重複儲存，如果儲存大量的這樣的資料，記憶體浪費還是非常客觀

那麼redis提供的hash很好的解決了這個問題，Redis的hash實際上內部儲存的value是一個hashMap

如 hmset user:001 name “李三”  age 18 birthday “20010101”

也就是說key任然是使用者id，value是一個map，這個map的key是成員屬性，value是值。這樣對資料的修改和存取都可以直接通過內部的map的key（redis裡稱內部的key為field），也就是通過key（使用者ID）+field(屬性標籤)操作對應的資料了，既不需要重複村資料，也不會帶來序列化和併發修改。很好的解決了問題。

這裡同時需要注意，redis提供了介面（hgetall）可以直接獲取到全部的屬性資料，但是如果內部的map的成員比較多，那麼涉及到遍歷整個內部的map的操作，由於Redis單執行緒模型的緣故，這個遍歷可能會比較耗時，而其他客戶端的請求完全不響應，這點需要格外注意。

實現方式：

 上面已經說的redis hash對應的value內部實際上就是一個hashmap，實際上這裡會有兩個不同的實現，這個hash的成員比較少的時候，redis會為了節省記憶體而採用類似一維陣列的方式來緊湊儲存，而不會採用真正的hashmap結構，對應的value redisobject的encoding為zipmap，而成員數量增大時會自動轉換成真正的hashmap，此時的encoding為ht。

注意事項：

• hmset命令，在javaAPI中，是使用map儲存多個鍵值對在先的
• hgetall命令返回所有的鍵值對，並儲存到一個map物件中，如果hash結構很大，那麼要考慮它對jvm的記憶體影響
• hincrby和hincrbyFloat命令都採用Increment方法，Spring會識別它具體使用那種方法
• redisTemplate.opsForHash().value(key)方法相當於hvals命令，它會返回所有的值，並儲存到一個List物件中；而redisTemplate.opsForHash().key(key)方法相當於hkeys命令，它會獲取所有的key值儲存到一個set物件中
• 在spring中使用redisTemplate.opsForHash().putAll(key,map)方法相當於執行了hmset命令，使用了map，由於配置了預設的序列化器為字串，所以它也只會用字串驚醒轉化，這樣才能執行對應的數值加法，如過使用其他的序列化器，則後面的命令可能會丟擲異常
• 在使用大的hash機構時，需要考慮返回資料的大小，以避免返回太多的資料，引發JVM記憶體溢位或者Redis的效能問題

連結串列

常用命令：lpush,rpush,lpop,lrange,BLOP等

應用場景

     Redis list應用場景非常多，也是redis最重要的資料結構之一。

我們可以輕鬆的實現最新訊息排行功能。Lists的另一個應用就是訊息佇列，可以利用Lists的push操作，將任務存在Lists中，然後工作執行緒再用pop操作將任務取出進行執行。

實現方式

  Redis list的實現為一個雙向連結串列，既可以支援反向查詢和遍歷，更方便操作，不過也帶來了部分額外的記憶體開銷，redis內部有很多實現，包括髮送緩衝佇列也是用的這個資料結構。

注意事項

• 雙向連結串列，其中以“l”開頭的代表左操作，以“r”開頭的代表右操作
• 對於大量的資料操作的時候，我們需要考慮插入和刪除的內容的大小，因為這將是十分消耗效能的指令，會導致Redis伺服器的卡頓，對於一些不允許卡頓的一些伺服器，可以進行分批次操作，以避免卡頓
• 操作連結串列的命令是程序不安全的，因為多個redis客戶端可能同時操作同一個連結串列，為了避免這種情況，Redis提供了連結串列阻塞命令，它們在執行的時候會給連結串列加鎖

集合

常用命令：sadd,srem,spop,sdiff,smembers,sunion等

應用場景

Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在於set可以自動排重的，當你需要儲存一個列表資料，又不希望出現重複資料時，set是一個很好的選擇，並且set提供了判斷某個成員是否在一個set的重要介面，這個也是list所不能提供的。

比如微博應用中，每個人的好友在一個集合中，這樣求兩個人的共同好友操作，只需要求交集命令即可。Redis還提供求交集，並集，差集等操作，非常方便實用，

實現方式：

Set的內部是一個value永遠為null的hashmap，實際上就是計算hash的方式快速排重的，這也是set能提供判斷一個成員是否在集合內的原因。

注意事項

• 對於集合而言，它的每一元素都是不能重複的，當插入相同記錄的時候都會失敗
• 集合是無序的
• 集合的每一個元素都是String資料型別

有序集合

應用場景

   以某個條件為權重，比如按從大到小的次序排序

   ZREVRANGE命令可以按照得分來取前100名的使用者，ZRANK       可以用來獲取使用者排名，非常直接而且操作容易。

Redis sorted set的使用場景與set類似，區別是set不是有序的，而sorted set可以通過額外提供一個優先順序（score）的引數來為成員排序，並且插入有序的，即自動排序。

比如：twitter的public timeline可以以發表時間作為score來儲存，這樣獲取時就是按時間自動排好的

比如：全班的成績，sortedset，value可以是同學的學號，而score就可以是其考試得分，這樣的資料插入集合，就已經進行了天然的排序。

另外還可以用sorted set來進行帶權重的佇列，比如普通的訊息score為1，重要的訊息score為2，然後工作執行緒可以按照score的倒序來取任務，讓重要的任務先執行。

需要精確的設定過期的時間的應用

比如你可以把score的值設定為過期的時間戳，那麼就可以通過簡單的過期時間排序，定時清除過期資料了，不僅是清除redis的過期資料，你完全可以把這個時間戳當作資料庫的索引，用redis來找出那些資料需要過期清除，然後精確的從資料庫刪除相應的記錄。

實現方式:

Redis sorted set的內部使用Hashmap和跳躍表來保證資料的儲存和有序，hash map裡儲存的是成員到score的對映，而跳躍表裡儲存的是所有成員，排序的依據是hashmap裡儲存的score，使用跳躍表的結構可以獲得較高的查詢效率，並且在實現上比較簡單。

注意事項

• 有序集合和無需集合的主要區別是對於每一個元素除了值以外，它還會多一個分數。
• Redis支援對分數的排序
• 集合是同故宮雜湊實現的，增刪改查的時間複雜度都是O（1）
• 有序集合依賴key表示它是屬於那個集ji依賴分數進行排序

基數

• 基數是一種演算法
• 基數並不是儲存元素，而是給某一個有重複元素集合（一般是很大的資料集合）評估需要的空間單元數

持久化

在redis中存在兩種方式的備份：一種是快照（snapshotting）,它是備份當前瞬間Redis在記憶體中的資料記錄；另一種是隻追加檔案（Append-Only File,AOF），其作用就是當Redis執行寫命令後，在一定的條件下將執行過的寫命令依次儲存在redis的檔案中，將來可以一次執行那些儲存的命令恢復redis的資料了。

對於快照備份而言，如果當前Redis的資料量大，備份會造成Redis卡頓，但是恢復重啟是比較快速的

對於AOF備份而言，它只是追加寫命令，所以備份一樣不會造成Redis卡頓，但是回覆重啟需要執行更多的命令，備份檔案可能很大