redis篇（理论篇）

目录

1. mysql的演进
2. NoSQL
3. redis概述
4. redis安装
5. redis基本知识
6. redisKey基本命令
7. 八种数据结构
8. redis基本事务操作
9. redis 实现乐观锁

一、MySQL的演进过程

1. 初期：单机架构，简单高效

• 90年代，随着互联网初期发展，单机数据库架构（APP → Middleware → MySQL）完全够用，压力小，易于维护。

2. 中期：垂直拆分与读写分离

• 随着业务量增加，单机无法满足需求，出现了垂直拆分（不同模块用不同数据库）与读写分离（主库写，从库读）策略。

3. 缓存层优化

• 进一步为了减轻MySQL压力，开始在应用层引入文件缓存机制。

• 后续逐渐普及Memcached作为分布式缓存，大大提高了系统性能。

4. 后期：水平扩展与集群

• 业务不断膨胀，最终演变为：

  APP → Middleware → 缓存层（Memcached） → 多个MySQL集群（集群1、集群2、集群3）

• 水平拆分（分库分表）+ 多实例集群成为标配。

5. 存储引擎演变

• 早期 MySQL 采用MyISAM引擎（表锁，效率低，事务支持差）。

• 后来转向InnoDB引擎（行级锁，支持事务、崩溃恢复、外键约束）。

6. 新问题：应对更复杂、变化更快的数据需求

• 随着移动互联网、社交应用爆发，MySQL遇到瓶颈。

• 引入NoSQL体系，存储如用户画像、地理位置、社交关系等数据，减轻关系型数据库压力。

二、NoSQL的兴起与应用

1. 什么是NoSQL？

• NoSQL，全称 Not Only SQL，即“不仅仅是SQL”。

• 特点：

  • 格式灵活：基于 Key-Value 或文档，数据类型多样。

  • 无需固定表结构：方便迭代开发，支持敏捷开发和极限编程。

  • 高扩展性和高性能：适应海量数据场景。

【扩展：敏捷开发】强调的是快速迭代、小步快跑、持续反馈、持续优化，而不是像传统开发那样一开始就写一大堆文档、一次性做完。项目分成很多小周期（通常2-4周叫做一个Sprint），每个周期都交付一个可以运行的版本。强调人与人的沟通（团队交流比写文档更重要）。

举个例子：

比如开发一个电商网站：

• 第一个Sprint：只做出首页+商品列表的最小功能；

• 第二个Sprint：增加商品详情页+简单下单功能；

• 第三个Sprint：接入支付；

• 中间每两周就交付一个小版本，客户可以体验，随时调整方向，比如改UI、换支付方式。

这样比起传统一次性做完一整年开发，灵活得多，也风险小得多！

【扩展：极限编程】简称 XP，是敏捷开发的一种具体实践方法。

2. 关系型数据库（RDBMS）与NoSQL的区别

企业典型组合：MySQL + Redis

3. NoSQL应用示例（以淘宝商品页为例）

• 商品基本信息、评论（结构化文档） → MongoDB

• 商品图片（大文件存储） → FastDFS、OSS

• 搜索关键词、商品检索 → ElasticSearch

• 热门商品、秒杀活动缓存 → Redis、Tair、Memcached

• 交易、支付系统 → 仍以关系型数据库为主（如MySQL）

4. NoSQL四大主流分类

三、Redis详解

1. 什么是Redis？

• 全称：Remote Dictionary Server（远程字典服务）

• 特点：

  • 基于内存存储，极致高效

  • 支持持久化

  • 丰富的数据结构

  • 用作缓存、数据库、消息中间件

  • 支持发布订阅、地理位置分析、计时器、计数器等应用

2. Redis安装与使用（快速上手）

• Windows环境：下载 redis-cli.exe、redis-server.exe、redis-benchmark.exe 等。

• Linux环境：

  sudo apt-get install redis-server systemctl start redis redis-cli -p 6379

• 测试性能：

  redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 10000

  （测试100个并发连接，每个连接发送10000次请求）

• 默认端口：6379

• 测试连接：

  ping → pong

四、Redis基础知识

1. 数据库管理

• 默认16个逻辑数据库（编号0~15）

• 常用命令：

  select 0 # 切换数据库 DBSIZE # 查看当前数据库中Key数量 flushdb # 清空当前数据库 flushall # 清空所有数据库

2. 单线程但高性能

• Redis采用单线程事件循环处理请求，避免多线程锁竞争，效率极高。

• 性能瓶颈往往在于内存带宽和网络带宽，不是CPU！

3. 存储机制

• 主要存储在内存（RAM），访问速度极快。

• 持久化方式（可选）：

  • RDB快照：周期性生成内存数据快照到磁盘。

  • AOF日志：记录每一次写操作，支持按日志重放恢复。

• 数据结构组织方式：

  RedisDB └── dict哈希表 ├── key1 → value1 ├── key2 → value2 └── ...

4. 内存管理与淘汰策略

• 配置 maxmemory 限制最大内存占用。

• 超出后可按策略淘汰数据：

  • LRU（最近最少使用）

  • LFU（最少访问次数）

  • TTL（按过期时间）

5. Redis的常见误区

五、Redis五大数据类型及常用命令

1. String（字符串类型）

最基础、最常用的数据类型，类似单纯的Key-Value存储。

• 基本操作

  set name "hh" get name

• 过期时间设置

  expire name 10 # 设置10秒后过期 ttl name # 查看剩余生存时间

• 类型查询

• 字符串追加

  append name "haha" strlen name

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• 自增/自减

2. List数据类型