what is Redis?
前言
在Web应用发展的初期，那时关系型数据库受到了较为广泛的关注和应用，原因是因为那时候Web站点基本上访问和并发不高、交互也较少。而在后来，随着访问量的提升，使用关系型数据库的Web站点多多少少都开始在性能上出现了一些瓶颈，而瓶颈的源头一般是在磁盘的I/O上。而随着互联网技术的进一步发展，各种类型的应用层出不穷，这导致在当今云计算、大数据盛行的时代，对性能有了更多的需求，主要体现在以下四个方面：
- 低延迟的读写速度：应用快速地反应能极大地提升用户的满意度
- 支撑海量的数据和流量：对于搜索这样大型应用而言，需要利用PB级别的数据和能应对百万级的流量
- 大规模集群的管理：系统管理员希望分布式应用能更简单的部署和管理
- 庞大运营成本的考量：IT部门希望在硬件成本、软件成本和人力成本能够有大幅度地降低 为了克服这一问题，NoSQL应运而生，它同时具备了高性能、可扩展性强、高可用等优点，受到广泛开发人员和仓库管理人员的青睐。
Redis是什么
Redis是现在最受欢迎的NoSQL数据库之一，Redis是一个使用ANSI C编写的开源、包含多种数据结构、支持网络、基于内存、可选持久性的键值对存储数据库，其具备如下特性：
- 基于内存运行，性能高效
- 支持分布式，理论上可以无限扩展
- key-value存储系统
- 开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API
完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。它的，数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)；
数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的；
采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗；
使用多路I/O复用模型，非阻塞IO；
使用底层模型不同，它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样，Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求；
相比于其他数据库类型，Redis具备的特点是：
- C/S通讯模型
- 单进程单线程模型
- 丰富的数据类型
- 操作具有原子性
- 持久化
- 高并发读写
- 支持lua脚本
Redis的应用场景有哪些？
Redis 的应用场景包括：
1、缓存系统（“热点”数据：高频读、低频写）
2、计数器
3、消息队列系统
4、排行榜
5、社交网络和实时系统
Redis的数据类型及主要特性
Redis提供的数据类型主要分为5种自有类型和一种自定义类型，这5种自有类型包括：String类型、哈希类型、列表类型、集合类型和顺序集合类型。
String类型：
它是一个二进制安全的字符串，意味着它不仅能够存储字符串、还能存储图片、视频等多种类型, 最大长度支持512M。
对每种数据类型，Redis都提供了丰富的操作命令，如：
GET/MGET SET/SETEX/MSET/MSETNX INCR/DECR GETSET DEL
哈希类型：
该类型是由field和关联的value组成的map。其中，field和value都是字符串类型的。
Hash的操作命令如下：
HGET/HMGET/HGETALL HSET/HMSET/HSETNX HEXISTS/HLEN HKEYS/HDEL HVALS
列表类型：
该类型是一个插入顺序排序的字符串元素集合, 基于双链表实现。
List的操作命令如下：
LPUSH/LPUSHX/LPOP/RPUSH/RPUSHX/RPOP/LINSERT/LSET LINDEX/LRANGE LLEN/LTRIM
集合类型：
Set类型是一种无顺序集合, 它和List类型最大的区别是：集合中的元素没有顺序, 且元素是唯一的。
Set类型的底层是通过哈希表实现的，其操作命令为：
SADD/SPOP/SMOVE/SCARD SINTER/SDIFF/SDIFFSTORE/SUNION
Set类型主要应用于：在某些场景，如社交场景中，通过交集、并集和差集运算，通过Set类型可以非常方便地查找共同好友、共同关注和共同偏好等社交关系。
顺序集合类型：
ZSet是一种有序集合类型，每个元素都会关联一个double类型的分数权值，通过这个权值来为集合中的成员进行从小到大的排序。与Set类型一样，其底层也是通过哈希表实现的。
ZSet命令：
ZADD/ZPOP/ZMOVE/ZCARD/ZCOUNT ZINTER/ZDIFF/ZDIFFSTORE/ZUNION
Redis的数据结构
Redis的数据结构如下图所示：
