一、redis简介

​ Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的内存数据结构存储系统，常用作数据库、缓存和消息中间件。它以高性能和丰富的数据结构支持而闻名，提供了字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等多种数据结构。

​ Redis主要特点包括：

1. 内存存储：Redis将数据存储在内存中，因此具有快速的读写性能。同时，它也支持将数据持久化到硬盘上，以防止数据丢失。
2. 高性能：Redis使用基于内存的数据结构和异步I/O操作，使得它能够处理大量的并发请求，并具有低延迟。
3. 多种数据结构：除了常规的字符串类型，Redis还支持哈希表、列表、集合、有序集合等多种复杂数据结构，使得开发者可以更灵活地使用数据。
4. 发布订阅：Redis支持发布订阅模式，允许消息的发布者和订阅者之间进行实时的消息传输，可用于构建实时通信系统或消息队列。
5. 扩展性：Redis支持主从复制和分片技术，可以通过横向扩展来提高系统的吞吐量和容量。
6. 丰富的功能：Redis还提供了诸如事务、持久化、过期时间、数据备份与恢复等功能，使得它成为一个功能强大的数据存储和处理工具。

​ 总之，Redis是一款高性能、灵活且功能丰富的内存数据存储系统，被广泛应用于各种场景，包括缓存、实时计算、排行榜、消息队列等。

二、redis安装

​ ubuntu下使用命令安装：

sudo apt update

sudo apt install redis-server

sudo systemctl start redis

​ 启动完成后查询是否redis服务存在

ps aux | grep 6379

​ 如果结果不止一条即成功。

三、redis的五种数据结构

1. String（字符串）：存储一个字符串或一个整数。最大能存储的数据量为512MB。
2. Hash（哈希表）：由多个键值对组成，类似于关联数组。适合存储对象类型数据，如用户信息等。
3. List（列表）：双向链表结构，支持在头部和尾部进行快速的增加、删除操作。适合实现消息队列、任务队列等场景。
4. Set（集合）：无序、不重复的元素集合。支持多种集合操作，如并集、交集等。适合实现标签系统、好友关系等场景。
5. Sorted Set（有序集合）：与Set类似，但是每个元素都有一个分数属性，用于排序。适合实现排行榜等场景。

四、redis的发布-订阅功能

​ Redis支持发布-订阅（Pub/Sub）模式，它是一种消息传递模式，可以用于构建实时通信系统、消息队列等场景。在这种模式下，消息的发布者（Publisher）将消息发送到一个频道（Channel），而消息的订阅者（Subscriber）则可以订阅这个频道来接收消息。

具体的实现流程如下：

1. Publisher将消息发送到指定的频道。
2. Redis服务器将该消息推送给所有已经订阅了该频道的Subscriber。
3. Subscriber接收到消息并进行处理。

使用Redis的发布-订阅模式，可以实现高效的消息传递，同时也可以实现广播和单播等多种消息传递方式。此外，Redis还提供了PUBLISH、SUBSCRIBE、UNSUBSCRIBE等命令来实现发布-订阅功能。

五、事务

​ Redis事务的使用流程如下：

1. 开启事务：使用MULTI命令来开启一个事务。
2. 执行事务命令：在MULTI和EXEC之间，可以依次执行多个命令，这些命令都会被加入到事务队列中，但不会立即执行。
3. 提交事务：使用EXEC命令来提交事务，Redis会按照执行顺序依次执行事务队列中的命令。

​ 需要注意的是redis的事务和关系型数据库的事务是不一样的，关系型事务要么全部命令执行成功，要么全部失败，而redis可能部分成功，部分失败。

​ 且在开启一个事务后，若未执行EXEC，此时其他客户端是会被阻塞访问该内容的。

六、持久化

1. RDB持久化：RDB是将Redis的内存数据以快照的形式保存到磁盘上的二进制文件。它可以通过配置文件设置自动触发的快照保存，也可以手动执行SAVE或BGSAVE命令进行快照保存。RDB持久化具有快速、紧凑和恢复性好的特点，适用于备份和灾难恢复。
2. AOF持久化：AOF是将Redis的写命令以追加的方式记录到一个文件中，记录的内容是可以恢复数据状态的。AOF持久化可以通过配置文件设置自动触发的频率，也可以手动执行BGREWRITEAOF命令进行重写。AOF持久化具有数据丢失较少的特点，适用于需要稍微牺牲一些性能来换取数据安全性的场景。

七、主从复制

​ 主从复制的基本原理如下：

1. 从节点连接到主节点并发送SYNC命令，请求进行全量复制。
2. 主节点接收到SYNC命令后，会生成并发送RDB文件或者使用内存快照保存当前数据状态，并将保存的数据发送给从节点。
3. 从节点接收到主节点发送的数据后，会先清空自己的数据，然后加载主节点发送的数据，恢复到与主节点一致的状态。
4. 主节点继续处理写操作，同时将写操作发送给所有连接的从节点。
5. 从节点接收到主节点发送的写操作后，会执行相同的操作，保持与主节点的数据一致。

主从复制的优势包括：

1. 高可用性：当主节点发生故障时，可以快速切换到从节点作为新的主节点，实现故障转移。
2. 负载均衡：可以将读操作分摊到多个从节点上，减轻主节点的读压力，提高整体性能。
3. 数据备份：从节点可以作为主节点的数据备份，提供数据冷备份和容灾的功能。

八、哨兵模式

​ Redis哨兵模式是一种用于监控和自动故障恢复的高可用性解决方案，适用于Redis主从复制架构中。哨兵模式通过监控Redis实例的健康状态，并在主节点故障时自动进行故障转移，以确保系统的高可用性。

在Redis哨兵模式中，通常会有多个哨兵进程运行，它们会相互通信并监控Redis实例的运行情况。当主节点出现故障时，哨兵会自动选举一个从节点作为新的主节点，并协调其他从节点切换到新的主节点上，从而实现自动故障转移。

哨兵模式的核心功能包括以下几点：

1. 监控：哨兵会定期检测Redis实例的健康状态，包括主节点和从节点的可用性。
2. 自动故障检测：当主节点出现故障或不可达时，哨兵会发现故障并触发故障转移流程。
3. 故障转移：在发现主节点故障后，哨兵会选举一个合适的从节点作为新的主节点，并通知其他从节点切换到新的主节点上。
4. 配置提供者：哨兵可以向客户端提供最新的Redis配置信息，包括主节点和从节点的地址，帮助客户端自动感知故障转移后的变化。