一、什么是Redis

1、为什么需要Redis

（1）数据从单表，演进出了分库分表

（2）MySQL从单机演进出了集群

数据量增长
读写数据压力的不断增加

（3）数据分冷热

热数据：经常被访问的数据

（4）将热数据存储到内存中

2、Redis基本工作原理

二、Redis应用案例

1、连续签到

掘金每日连续签到

用户每日有一次签到机会，若断签，连续签到计数将归0。

连续签到的定义：每天必须在23：59：59前签到

key:cc_uid_1165894833417101
value:252
expireAt:后天0点

String数据结构：

数据结构-sds

可以存储字符串、数字、二进制数据
通常和expire配合使用
场景：存储计数、session

2、消息通知

用list作为消息队列

使用场景：

例如当文章更新时，将更新后的文章推送到ES，用户就能搜索到最新的文章数据。

List数据结构Quicklist：

Quicklist由一个双向链表和listpack实现。

Listpack数据结构：

3、计数

一个用户有多项计数需求，可通过hash结构存储。

Hash数据结构dict：

rehash:rehash操作是将ht[0]中的数据，全部迁移到ht[1]中。数据量小的场景下，直接将数据从ht[0]拷贝到ht[1]速度是较快的。数据量大的场景，例如存在有上百万的K-V时，迁移过程会有明显阻塞用户请求。
渐进式rehash：为避免出现这种情况，使用了rehash方案。基本原理：每次用户访问时都会迁移少量数据。将整个迁移过程，平摊到所有的访问用户请求过程中。

4、排行榜

积分变化时，排名实时变更。

zset数据结构zskiplist:

查找数字7的路径，head，3，3，7
结合dict后，可实现通过key操作跳表的功能 ZINCRBY myzset 2 "Alex"

ZSCORE myzset "Alex"

5、限流

要求1秒内放行的请求为N，超过N则禁止访问

key：comment_freq_limit_1671356046

对这个key调用incr，超过限制N则禁止访问

1671356046是当前时间戳

6、分布锁

并发场景，要求一次只能有一个协程执行。

执行完成后，其他等待中的协程才可执行。

可以使用redis的setnx实现，利用了两个特性：

redis是单线程执行命令
setnx只有未设置过才能执行成功

三、redis使用注意事项

1、大key

（1）大key的定义

（2）大key的危害

读取成本高
容易导致慢查询（过期、删除）
主从复制异常，服务阻塞，无法正常响应请求

（3）消除大key的方法

拆分

将大key拆分成小Key,比如将一个string拆分成多个string

压缩

将value压缩后写入redis，读取时解压后再使用。压缩算法可以是gzip、snappy、lz4等。通常情况下，一个压缩算法压缩率高，则解压耗时就长。

需要对实际数据测试后才能选择一个合适的算法。

若存储的是JSON字符串，可以考虑使用MessagePack进行序列化。

集合类结构hash、list、set

拆分：可以用hash取余、位掩码的方式决定放在哪个key中

区分冷热：如榜单列表场景使用zset，只缓存前10页数据，后续数据走db

2、热key

(1)热key的定义

用户访问一个key的QPS特别高，导致Server实例出现CPU负载突增或不均的情况。

热key没有明确的标准，QPS超过500就可能被识别为热key。

（2）解决热key方法

拆分

将key:value这一个热key复制写入多分，如key1:value,key2:value，访问的时候访问多个Key,但value是同一个

以此将qps分散到不同实例上，降低负载。代价是，更新时需要更新多个key，存在数据短暂不一致的风险。

使用redis代理的热key承载能力

Redis-大厂程序员是怎么用的 | 青训营