Redis从入门到实战：一篇搞定所有核心知识点
Redis作为一款高性能的Key-Value数据库，凭借其丰富的数据结构、高并发处理能力和灵活的扩展性，已经成为互联网开发中不可或缺的工具。无论是缓存、消息队列，还是排行榜、社交网络，Redis都能大显身手。本文将带你从基础到实战，全面掌握Redis的核心知识点。
一、Redis简介与特性
1.1 Redis是什么？
Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的Key-Value存储系统，支持多种数据结构，如字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（ZSet）等。它可以用作数据库、缓存和消息中间件，广泛应用于高并发场景。
1.2 Redis的核心特性
- 高性能
- ：Redis的读写速度极快，读操作可达110,000次/秒，写操作可达81,000次/秒。
- 丰富的数据结构
- ：支持字符串、哈希、列表、集合、有序集合等多种数据结构，满足不同业务需求。
- 持久化
- ：支持RDB（快照）和AOF（追加日志）两种持久化方式，确保数据安全。
- 高可用性
- ：通过主从复制、哨兵（Sentinel）和集群（Cluster）机制，保障系统的高可用性和扩展性。
二、Redis的典型使用场景
2.1 缓存
Redis最常见的用途是作为缓存层，减轻数据库的压力。例如，将用户信息、商品详情等高频访问的数据存储在Redis中，可以显著提升系统的响应速度。
案例：电商平台的商品详情页缓存
# 设置商品详情缓存
SET product:1001 '{"name":"iPhone 15","price":7999}'
# 获取商品详情
GET product:1001
2.2 计数器
Redis的原子操作非常适合实现计数器功能，例如统计网站的访问量、用户的点赞数等。
案例：统计文章阅读量
# 文章阅读量加1
INCR article:1001:views
# 获取阅读量
GET article:1001:views
2.3 消息队列
Redis的列表（List）结构可以实现简单的消息队列，支持生产者-消费者模式。
案例：任务队列
# 生产者推送任务
LPUSH task:queue '{"task_id":1,"content":"process data"}'
# 消费者获取任务
RPOP task:queue
2.4 排行榜
Redis的有序集合（ZSet）非常适合实现排行榜功能，例如游戏积分榜、热搜榜等。
案例：游戏积分排行榜
# 添加用户积分
ZADD game:leaderboard 1000 "user1"
ZADD game:leaderboard 800 "user2"
# 获取前10名
ZREVRANGE game:leaderboard 0 9 WITHSCORES
2.5 社交网络
Redis的集合（Set）和有序集合（ZSet）可以用于实现社交网络中的关注关系、共同好友等功能。
案例：共同好友
# 用户A的好友
SADD user:A:friends "userB" "userC"
# 用户B的好友
SADD user:B:friends "userA" "userC"
# 获取共同好友
SINTER user:A:friends user:B:friends
三、Redis高级功能
3.1 发布订阅
Redis支持发布订阅模式，适用于实时消息推送、通知等场景。
案例：实时消息推送
# 订阅频道
SUBSCRIBE news
# 发布消息
PUBLISH news "Breaking: Redis 7.0 released!"
3.2 事务
Redis支持事务操作，通过MULTI和EXEC命令将多个操作打包执行，确保原子性。
案例：转账操作
# 开启事务
MULTI
# 扣除用户A的余额
DECRBY user:A:balance 100
# 增加用户B的余额
INCRBY user:B:balance 100
# 提交事务
EXEC
3.3 Lua脚本
Redis支持通过Lua脚本执行复杂的逻辑操作，确保原子性和高性能。
案例：限流操作
-- Lua脚本：限制用户每秒最多访问10次
local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local current = tonumber(redis.call('GET', key) or 0
if current + 1 > limit then
return 0
else
redis.call('INCR', key)
redis.call('EXPIRE', key, 1)
return 1
end
四、Redis集群与高可用
4.1 Redis Cluster
Redis Cluster是Redis的分布式解决方案，支持水平扩展和高可用性。通过分片（Sharding）机制，数据被分散存储在多个节点上，每个节点负责一部分数据。
配置示例：
# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 设置集群配置文件
cluster-config-file nodes-7000.conf
# 设置节点超时时间
cluster-node-timeout 15000
4.2 哨兵模式
Redis Sentinel用于监控主从节点的健康状态，并在主节点故障时自动进行故障转移。
配置示例：
# 哨兵监控主节点
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
# 设置故障转移超时时间
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
五、Redis实战案例
5.1 电商购物车
使用Redis的哈希（Hash）结构存储购物车信息，支持添加商品、修改数量、删除商品等操作。
案例：
# 添加商品
HSET cart:1001 10088 1
# 修改数量
HINCRBY cart:1001 10088 1
# 获取购物车所有商品
HGETALL cart:1001
5.2 抽奖活动
使用Redis的集合（Set）结构实现抽奖功能，支持随机抽取中奖用户。
案例：
# 添加参与用户
SADD lottery:2025 "user1" "user2" "user3"
# 随机抽取1名中奖用户
SRANDMEMBER lottery:2025 1
5.3 热搜榜单
使用Redis的有序集合（ZSet）实现热搜榜单，支持按点击量排序。
案例：
# 增加热点点击量
ZINCRBY hot:20250211 1 "Redis教程"
# 获取当日热搜前10
ZREVRANGE hot:20250211 0 9 WITHSCORES