Redis是什么

Redis 是一种基于内存的数据库，对于数据的读取都是在内存中操作所以非常快。常用于缓存，消息队列，分布式锁等场景。

Redis 提供了多种数据类型来支持不同的业务场景，比如（String）字符串，（hash）哈希，（List）列表，（Set）集合，（Zset）有序集合。（Bitmap）位图，（HyperLogLog）基数统计，（GEO）地理信息，（Stream）流，并对所有类型都是原子性的，因为执行命令都是单线程执行的，不存在并发竞争的情况。

除此之外，Redis还支持持久化，事务，Lua脚本，多种集群模式（哨兵，主从复制，切片机集群），发布订阅，内存淘汰，过期删除等机制。

Redis 和 Memcached 有什么区别？

一样

都是内存的数据库，一般当缓存使用 都有过期策略 两者性能都非常高

不一样

Redis数据结构多于Memcached，Memcached只支持key=>value Redis指数据持久化 Redis原生支持集群化 Redis 支持发布订阅，Lua脚本，事务等功能

为什么用 Redis 作为 MySQL 的缓存？

高性能

直接读取内存中的数据

高并发

单机设备的QPS是mysql的10倍。可轻松突破10w。

Redis 的数据结构

Redis 数据类型以及使用场景分别是什么？

• String（字符串）： 缓存对象，常规计数，分布式锁，共享Seesion等。
• List（列表）： 消息队列 异步队列（两个注意点，1生产者需要执行实现全局唯一id, 2不用以组的形式消费）等。
• Hash （哈希）：缓存对象，购物车等。
• Set （集合）：聚合计算（交集，并集，差集），比如共同关注，点赞， 抽奖等。
• Zset （有序集合）：排序场景，排名 等。

后期增加的有

• BitMap （位图 2.2增加）：二值状态的统计场景，比如签到，判断用户登录状态，连续签到用户总数。
• HyperLogLog（基数统计2.8）：海量数据统计，比如百万网页UV统计。
• GEO （地图3.2） 存储地理位置
• Stream（流 5.0） 消息队列，相比于基于 List 类型实现的消息队列，有这两个特有的特性：自动生成全局唯一消息ID，支持以消费组形式消费数据。

五种常见的 Redis 数据类型是怎么实现？

String 数据结构叫SDS

struct SDS<t> {
    T capacity;			//数组容量
    T len;			// 数组长度
    byte flags;			// 特殊标志位，不用理睬
    byte[] content;		// 数组内容
}

扩容策略字符串长度小于1M,扩容空间采用加倍扩。当超过1M之后，每次只扩容1M。 不仅可以保存文本数据，还可以保持二进制数据。 获取字符串长度复杂度为O(1)

List 底层是双向链表和压缩链表还有快速链表

当元素较少的时候，会使用一块连续内存存储，这个结构是（ziplist）压缩列表。它将所有元素彼此紧挨着一起存储，分配一块连续的内存。 当数据叫多的时候，会改成(quicklist)快速列表。将多个ziplist 用双向链表连接起来。

Hash 是由压缩列表或哈希表实现的

包含两个hashtable，通常情况下只有一个，但是在扩容缩容的时候，需要重新分配新的hashtable，然后渐进式的搬迁。 渐进式rehash，搬迁操作埋伏在对字典的后续指令之后，还有定时任务搬迁 hash 函数，redis 默认使用 siphash。siphash算法即使在输入key很小的情况下，也可以产生随机性很好的输出。 通常情况下，当元素超过数组的两倍之后就开始扩容，但是如果redis在做bgsave的时候，为了减少内存页，就暂时不会去做扩容处理。但是如果元素超过数组5倍，就会强制扩容。 当元素个数少于数组的10%之后就会执行。

Set 由哈希表或整数集合

特殊的字典，字典的所有value都是null

Zset 压缩表和跳跃链表

如果有序集合的元素个数小于 128 个，并且每个元素的值小于 64 字节时，Redis 会使用压缩列表作为 Zset 类型的底层数据结构； 如果有序集合的元素不满足上面的条件，Redis 会使用跳表作为 Zset 类型的底层数据结构；