Dev Guide / Java开发技术guide / 中间件
content/dev-guide/a-Java开发技术guide/04-中间件/3-redis.md
- redis特性：基于内存、单线程模型（网络IO+命令执行，单线程减少上下文切换，避免锁竞争）、IO多路复用（基于 Reactor 模式，使用epoll/kqueue高效处理大量客户端连接）、多种的数据结构、持久化支持、高可用架构（主从复制、哨兵模式、Cluster 集群）
- redis为什么快：纯内存操作、单线程避免竞争、IO多路复用、高效的数据结构、模块化设计（事件驱动模型，逻辑清晰）
- 基本数据类型：String、List、Hash（对象存储，类比HashMap）、Set、ZSet（有序去重）、BitMap（位图，01状态）、HyperLogLog（基数统计）、Streams（消息队列）
- 持久化机制
- RDB（redis db）：定时生成内存快照 (二进制文件 dump.rdb)。文件紧凑，恢复速度快
- AOF：每次写操作命令时记录，重启时重放（从头到尾重新执行一遍写操作，从而把内存数据恢复到宕机前的状态）。刷盘策略（always:每次写入同步刷盘、everyseconds:每秒同步刷盘、no:由操作系统决定，性能最好）、AOF重写（为什么要重写：AOF文件越来越大 → 重启重放极慢。不修改旧的AOF文件，基于当前内存数据，生成一个全新的、体积最小的 AOF 文件，用最少量的命令还原数据状态。执行原子替换后删掉旧的AOF文件）。文件体积大，恢复速度慢（数据更安全、文件可读）
- 混合持久化：AOF 重写时，将当前内存数据以 RDB 格式写入 AOF 文件头部（RDB快照快速恢复），后续增量命令以 AOF 格式追加(结合 RDB 加载快 + AOF 数据安全性高的优点)。
- 高可用与集群架构
- 主从模式：读写分离，数据备份（流程：Slave 发送 PSYNC 请求 -> Master 执行 BGSAVE 生成 RDB -> Master 发送 RDB 给 Slave -> Master 发送缓冲区增量命令 -> Slave 加载 RDB 并重放增量命令）
- 哨兵模式：监控（定期检查 Master/Slave 状态），自动故障转移（单个哨兵认为Master挂了/多个哨兵认为Master挂了,选举 Leader 哨兵执行故障转移：选择优先级高、复制进度新的 Slave 升 Master)）、配置中心
- Cluster 集群：水平扩展、高可用、海量数据存储。
- redis高级特性：
- 事务（多个命令打包且按顺序执行，不支持回滚）：批量执行是原子的，但运行时错误不中断、不回滚，不符合完整原子性（部分满足）、仅 EXEC 阶段串行，入队期无隔离，无脏读/不可重复读概念（隔离性极弱）、由 Redis 持久化策略（RDB/AOF）决定，与事务本身无关、一致性不保证
- 支持Lua脚本：保证复杂操作的原子性，脚本内的命令串行执行
- 发布订阅：原生提供发布订阅（Pub/Sub）功能，但它的定位是“轻量级实时广播”
- 应用场景：
- 缓存加速：热点数据缓存、Session 共享、配置热更新、防缓存穿透/击穿/雪崩
- 并发控制与协调（分布式锁、接口幂等、限流防刷、分布式ID）
- 特色数据结构业务化（排行榜、社交关系、签到/在线状态、点赞）
- 缓存一致性策略：先删缓存，再删数据库(并发可能存在脏数据)；先更新数据库，再删缓存（问题：删除缓存失败怎么办？重试机制、消息队列异步删除、Canal监听binlog删除缓存。推荐旁路缓存模式）；延迟双删（解决主从延迟：更新库 → 删缓存 → 休眠 N 毫秒 → 再删缓存）、强一致（不使用缓存）
- 业务需求与redis应用：
- 接口响应大于200ms，DB压力大：String/Hash缓存+旁路缓存模式（优势：内存读写<1ms,TTL自动过期，架构简单）
- 防止重复提交/并发扣库存：Redisson分布式锁+业务幂等校验（单线程互斥、Lua安全释放，看门狗续期）
- 短信/验证码1分钟限1次：INCR + EXPIRE 或 令牌桶Lua（原子计数，零外部依赖）
- 订单创建后30分钟未支付自动取消：ZSet延迟队列（时间戳）或Redis Streams（精准触发、支持重试、比定时任务更轻量）
- 实时商品销量排行榜：ZINCRBY + ZRANGE（跳表维护有序性，O(logN)更新和查询）
- 每日活跃用户去重统计（千万级）：HyperLogLog（PFADD、PFCOUNT）（误差极小，内存仅12kb，比Set省99%空间）
- 用户签到/连续签到记录：BitMap（SETBIT、GETBIT）,1位1天，30天仅4字节，位运算极快
- 视频点赞：Redis缓存+MQ削峰异步落库+DB保底+定时对账（SADD/SREM/SISMEMBER + INCR/DECR。数据一致性、高可用、高可用、高可用）
- 点赞实现：页面乐观更新（更新图标、点赞计数）+请求发出（redis更新点赞计数，接口返回结果）+MQ 异步落库（不阻塞响应，落库成功则保持多端一致）+请求失败（网断了/接口崩了/Redis 同步写失败，页面回滚更新）