Redis 基础和使用场景

Redis为什么这么快：

1. Redis是使用内存存储的，没有磁盘IO开销，读写速度快

2. 单线程实现（Redis6.0以前），避免了多线程之间线程的切换和锁竞争的开销

3. IO多路复用，使用单线程来轮询描述符，将数据库的操作都转成了事件，不在网络I/O上浪费过多的事件

4. 高效的数据结构：redis对每种数据类型底层都做了优化，使的速度更快

Redis为什么使用单线程：

1. 单线程可以避免过多的上下文切换开销。程序始终运行在单个线程内，没有多线程切换的场景。

2. 避免同步机制的开销。如果redis选择多线程，需要考虑数据同步问题，则必然会引入某些同步机制，会导致在操作数据过程中带来更多的开销，增加程序复杂度的同时降低性能

3. 实现简单，维护方便。如果使用多线程，需要考虑线程安全问题，使其变得复杂

Redis应用场景有哪些：

1. 缓存热点数据，缓急数据库压力

2. 利用redis原子性的自增操作，可以实现计数器的功能，比如统计用户点赞数，用户访问数等

3. 作为简单的消息队列，实现异步操作

4. 限度器，可用于限制某个用户访问某个接口的频率，比如秒杀场景，用于防止用户快速点击带来的不必要的压力

5. 好友关系，利用集合的一些命令，比如交集、并集、差集等，实现共同好友、共同爱好之类的功能

Redis是如何实现消息队列的：

1. 使用List，生产者lpush，消费者rpop

2. 发布订阅模式。类似MQ的主题模式。

3. redis自带的stream消息队列

Redis主从复制的原理：

主数据库可以进行读写操作，当数据变化时会自动同步到从数据库

从数据库只可读，会接收主数据库数据进行同步

主从复制的原理：

1. 当启动一个从节点时，会发送一个PSYNC 命令给主节点

2. 如果从节点第一次连接到主节点，会触发一次全量复制。此时主节点会启动一个后台线程，生成一份RDB快照文件

3. 同时还会将从客户端client新收到的所有写命令缓存在内存中。RDB文件生成后，主节点会将RDB文件发送给从节点，从节点会将RDB文件写入到本地磁盘，然后再从本地磁盘加载到内存中

4. 接着主节点会将内存中缓存的写命令发送到从节点，开始同步数据

5. 如果从节点跟主节点之间网络出现故障，连接断开了，会自动重连，连接之后主节点仅会将部分缺失的数据同步给从节点

Redis 过期key的删除策略：

被动删除。在访问key时，如果发现key过期，便会将其删除

主动删除。定期清除key，每次清理会遍历所有的DB，从db随机取出20个key，如果过期就删除，否则就继续清理下一个DB

内存不足时清理。Redis有最大内存的限制，通过maxmemory参数可以设置最大内存，当使用的内存超过了设置的最大内存，就要进行内存释放，在进行内存释放的时候，会按照配置的淘汰策略清理内存