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数据库架构开发是大多数软件开发程序员都需要熟练掌握的一个编程技术，而本文我们就通过案例分析来简单了解一下，Redis数据库基础知识分享。

1.Redis简介

Redis是一个开源的，基于内存的，高性能的键值型数据库。它支持多种数据结构，包含五种基本类型String(字符串)、Hash(哈希)、List(列表)、Set(集合)、Zset(有序集合)，和三种特殊类型Geo(地理位置)、HyperLogLog(基数统计)、Bitmaps(位图)，可以满足各种应用场景的需求。

Redis还提供了多种特性，如持久化、事务、发布订阅、Lua脚本、管道、主从复制、哨兵机制、集群机制等，可以保证数据的安全性、一致性和可用性。

Redis的速度非常快，官方称其可以达到每秒10万次的读写操作。和其他数据库相比，Redis有着明显的优势。例如，和MySQL相比，Redis的速度大约快了100倍;和MongoDB相比，Redis的速度大约快了10倍。这些优势使得Redis成为了很多互联网公司和开发者的选数据库。

那么，Redis为什么这么快呢?主要有以下几个原因：

使用内存存储数据，避免了磁盘IO的开销，提高了数据访问的速度。

丰富的对象类型，包含8种对象类型，满足不同场景的需求。

高效的数据结构，减少了内存占用和计算复杂度，提高了数据操作的效率。

单线程模型，避免了多线程之间的上下文切换和竞争条件，提升CPU利用率。

非阻塞IO多路复用机制，充分利用CPU和网络资源，提高了并发处理能力。

2.内存操作

Redis是一种基于内存的数据库，与传统的基于磁盘的数据库(例如MySQL)不同，它将所有的数据都存储在内存中。

那么，Redis为什么选择内存存储数据呢?主要有以下几个原因：

内存的速度远远快于磁盘。内存读写速度可以达到每秒数百GB，而磁盘读写速度通常只有数十MB，万倍的差距。

内存可以支持更多的数据结构和操作。常见的数据结构如数组、链表、树、哈希、集合等，常见的操作如排序、查找、过滤、聚合等。内存是一个灵活介质，满足各种复杂和高效的功能，不是磁盘操作可比的。

内存可以支持更高的并发和扩展性。内存是一种分布式和并行的存储介质，它可以支持多个CPU核心同时访问同一块内存区域，也可以支持多个服务器之间共享同一块内存区域。磁盘是一种集中式和串行的存储介质，它只能支持一个CPU核心或一个服务器访问同一块磁盘区域，也不能支持多个服务器之间共享同一块磁盘区域。

当然，Redis使用内存存储数据也有一些缺点和限制：

内存限制：内存是非常昂贵的，容量通常只有几十GB或几百GB，而磁盘目前都是TB起步。所以我们通常只会把少量的、经常访问的数据存储在内存中。

数据类型限制：Redis不支持复杂的数据结构，比如用户对象，通常只能序列化成字符串后再存储，查询的时候再把字符串反序列化成用户对象。

数据备份问题：在服务器重启或崩溃时，存储的内存中的数据可能会丢失。通常采用持久化技术将数据保存到磁盘上，同时定期备份数据以防止数据丢失。

3.丰富的对象类型

Redis包含五种基本类型String(字符串)、Hash(哈希)、List(列表)、Set(集合)、Zset(有序集合)，和三种特殊类型Geo(地理位置)、HyperLogLog(基数统计)、Bitmaps(位图)，可以满足各种应用场景的需求。

String可以用来做缓存、计数器、限流、分布式锁、分布式Session等。

Hash可以用来存储复杂对象。

List可以用来做消息队列、排行榜、计数器、近访问记录等。

Set可以用来做标签系统、好友关系、共同好友、排名系统、订阅关系等。

Zset可以用来做排行榜、近访问记录、计数器、好友关系等。

Geo可以用来做位置服务、物流配送、电商推荐、游戏地图等。

HyperLogLog可以用来做用户去重、网站UV统计、广告点击统计、分布式计算等。

Bitmaps可以用来做在线用户数统计、黑白名单统计、布隆过滤器等。

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