什么是 Redis？

Redis 是一个开源的、数据存于内存中的 K-V 数据库。由于，Redis 的读写操作都是在内存中完成，因此其读写速度非常快。

• 高性能 - 由于，Redis 的读写操作都是在内存中完成，因此性能极高。
• 高并发 - Redis 单机 QPS 能达到 10w+，将近是 Mysql 的 10 倍。

Redis 常被用于缓存，消息队列、分布式锁等场景。

Redis 有什么功能和特性？

Redis 的功能和特性：

• Redis 支持多种数据类型。如：String（字符串）、Hash（哈希）、 List （列表）、Set（集合）、Zset（有序集合）、Bitmaps（位图）、HyperLogLog（基数统计）、GEO（地理空间）、Stream（流）。
• Redis 的读写采用“单线程”模型，因此，其操作天然就具有原子性。需要注意的是，Redis 6.0 后在其网络模块中引入了多线程 I/O 机制。
• Redis 支持两种持久化策略：RDB 和 AOF。
• Redis 有多种高可用方案：主从复制模式、哨兵模式、集群模式。
• Redis 支持很多丰富的特性，如：事务 、Lua 脚本、发布订阅、过期删除、内存淘汰等等。

图来自 Redis Explained

• 缓存击穿：指某个热点数据在缓存中失效，导致大量请求直接访问数据库。此时，由于瞬间的高并发，可能导致数据库崩溃。
• 缓存穿透：指查询一个不存在的数据，缓存中没有相应的记录，每次请求都会去数据库查询，造成数据库负担加重。
• 缓存雪崩：指多个缓存数据在同一时间过期，导致大量请求同时访问数据库，从而造成数据库瞬间负载激增。

解决方案

缓存击穿：

• 使用互斥锁，确保同一时间只有一个请求可以去数据库查询并更新缓存。
• 热点数据永不过期。

缓存穿透：

• 使用布隆过滤器，过滤掉不存在的请求，避免直接访问数据库。
• 对查询结果进行缓存，即使是不存在的数据，也可以缓存一个标识，以减少对数据库的请求。

缓存雪崩：

• 采用随机过期时间策略，避免多个数据同时过期。
• 使用双缓存策略，将数据同时存储在两层缓存中，减少数据库直接请求。

• Redis 支持五种基本数据类型：String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、Zset（有序集合）。
• 随着 Redis 版本升级，又陆续支持以下数据类型： BitMap（2.2 版新增）、HyperLogLog（2.8 版新增）、GEO（3.2 版新增）、Stream（5.0 版新增）。

扩展：What Redis data structures look like