1、Redis高性能原理
Redis之所以性能高效，主要因为以下三点：
- 基于内存读写
它所有的数据都在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，而且单线程避免了多线程的切换性能损耗问题。正因为 Redis 是单线程，所以要小心使用 Redis 指令，对于那些耗时的指令(比如 keys)，一定要谨慎使用，一不小心就可能会导致 Redis 卡顿。
Redis的服务全都是单线程吗？不是。Redis 的单线程主要是指 Redis 的网络 IO 和键值对读写是由一个线程来完成的，这也是 Redis 对外 提供键值存储服务的主要流程。但 Redis 的其他功能，比如持久化、异步删除、集群数据同步等，其实是由额外的线程执行的。
采用的多路复用
redis利用epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放到队列中，依次放到 文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。
高效率的数据结构
常用的五大Redis的数据结构，及他们各自的底层实现结构：
string：底层实现是简单动态字符串（SDS -simple dynamic string）
hash：底层实现是hash表或则压缩列表（ziplist）
list：底层实现是双向列表（quicklist）或者压缩列表
set：底层实现是hash表（hashtable）或者整数数组
sortset(zset)：底层实现是压缩列表或者跳表
2、五种基本数据结构
String
String常用操作：
| 命令 | 描述 | 例子 |
|---|---|---|
| SET key value | 存入字符串键值对 | set test 123 |
| GET key | 获取一个字符串键值 | get test |
| MSET key value [key value …] | 批量存储字符串键值对 | mset test1 123 test2 456 |
| MGET key [key …] | 批量获取字符串键值 | mget test1 test2 |
| SETNX key value | 只有在 key 不存在时设置 key 的值(存在时返回0) | setnx test3 123 |
| DEL key [key …] | 删除一个键 | del test |
| EXPIRE key seconds | 设置一个键的过期时间(秒) | expire test1 5 |
| INCR key | 将key中储存的数字值加1 | incr test2 |
| DECR key | 将key中储存的数字值减1 | DECR test2 |
| INCRBY key increment | 将key所储存的值加上increment | INCRBY test2 10 |
| DECRBY key decrement | 将key所储存的值减去decrement | DECRBY test2 10 |
String应用场景：
- 缓存对象
MSET user:1:name liwq user:1:balance 1888
SET user:1 value(对象的json格式数据)
- 分布式锁
SETNX product:10001 true //返回1代表获取锁成功
SETNX product:10001 true //返回0代表获取锁失败
。。。执行业务操作
DEL product:10001 //执行完业务释放锁
- 计数器
INCR article:readcount:{文章id}
GET article:readcount:{文章id}
- Web集群session共享
spring session + redis实现session共享
- 分布式系统全局序列号
INCRBY orderId 1000 //redis批量生成序列+号提升性能
Hash
优点 1）同类数据归类整合储存，方便数据管理 2）相比string操作消耗内存与cpu更小 3）相比string储存更节省空间 缺点 过期功能不能使用在field上，只能用在key上 Redis集群架构下不适合大规模使用
Hash常用操作：
| 命令 | 描述 | 例子 |
|---|---|---|
| HSET key field value | 存储一个哈希表key的键值 | HSET myhash field1 “foo” |
| HGET key field | 获取哈希表key对应的field键值 | HGET myhash field1 |
| HSETNX key field value | 只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值 | HSETNX myhash field1 “foo” |
| HMSET key field value [field value …] | 在一个哈希表key中存储多个键值对 | HMSET myhash name liwq pwd 123456 |
| HMGET key field [field …] | 批量获取哈希表key中多个field键值 | HMGET myhash name pwd |
| HDEL key field [field …] | 删除哈希表key中的field键值 | HDEL myhash name |
| HLEN key | 返回哈希表key中field的数量 | HLEN myhash |
| HGETALL key | 返回哈希表key中所有的键值 | HGETALL myhash |
| HINCRBY key field increment | 为哈希表key中field键的值加上增量increment | HINCRBY myhash pwd 10 |
Hash应用场景：
缓存对象
HMSET user name liwq balance 1888
电商购物车
1）以用户id为key
2）商品id为field
3）商品数量为value
购物车操作对应Redis指令：
添加商品：hset cart:1001 10088 1
增加数量：hincrby cart:1001 10088 1
商品总数：hlen cart:1001
删除商品：hdel cart:1001 10088
获取购物车所有商品：hgetall cart:1001
List
List常用操作：
| 命令 | 描述 | 例子 |
|---|---|---|
| LPUSH key value [value …] | 将一个或多个值value插入到key列表的表头(最左边) | LPUSH mylist zhangsan lisi wangwu |
| RPUSH key value [value …] | 将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边) | RPUSH mylist zhangsan lisi wangwu |
| LPOP key | 移除并返回key列表的头元素 | LPOP mylist |
| RPOP key | 移除并返回key列表的尾元素 | RPOP mylist |
| LRANGE key start stop | 返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定 | LRANGE mylist 1 3 |
| BLPOP key [key …] timeout | 从key列表表头移除一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待 timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待 | BLPOP mylist 10 |
| BRPOP key [key …] timeout | 从key列表表尾移除一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待 timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待 | BRPOP mylist 10 |
List应用场景：微博和公众号消息
利用List的命令，可以实现类似栈（先进后出），队列（先进先出）的功能：
Stack(栈) = LPUSH + LPOP
Queue(队列）= LPUSH + RPOP
我们也可以合理利用List指令，实现公众号消息排版，新发的消息在前面：
（1）订阅号发布消息，消息ID为1001
LPUSH msg:{用户ID} 1001
（2）订阅号又发布新消息，消息ID为1002
LPUSH msg:{用户ID} 1002
（3）查看最新微博消息
LRANGE msg:{用户ID} 0 4
Set
Set常用操作：
| 命令 | 描述 | 例子 |
|---|---|---|
| SADD key member [member …] | 往集合key中存入元素，元素存在则忽略，若key不存在则新建 | SADD myset “hello” “I” “am” “liwq” |
| SREM key member [member …] | 从集合key中删除元素 | SREM myset “hello” |
| SMEMBERS key | 获取集合key中所有元素 | SMEMBERS myset |
| SCARD key | 获取集合key的元素个数 | SCARD myset |
| SISMEMBER key member | 判断member元素是否存在于集合key中 | SISMEMBER myset “hello” |
| SRANDMEMBER key [count] | 从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除 | SRANDMEMBER myset 2 |
| SPOP key [count] | 从集合key中选出count个元素，元素从key中删除 | SPOP myset 1 |
| SINTER key [key …] | 交集运算 | SINTER myset myset2 |
| SINTERSTORE destination key [key ..] | 将交集结果存入新集合destination中 | SINTERSTORE myset3 myset myset2 |
| SUNION key [key ..] | 并集运算 | SUNION myset myset2 |
| SUNIONSTORE destination key [key …] | 将并集结果存入新集合destination中 | SUNIONSTORE myset3 myset myset2 |
| SDIFF key [key …] | 差集运算 | SDIFF myset myset2 |
| SDIFFSTORE destination key [key …] | 将差集结果存入新集合destination中 | SDIFFSTORE myset3 myset myset2 |
Set应用场景：参与抽奖活动
（1）用户点击参与抽奖，后台将用户加入集合
SADD key {userlD}
（2）后台查看参与抽奖所有用户
SMEMBERS key
（3）后台随机抽取count名中奖者
SRANDMEMBER key [count] / SPOP key [count]
ZSet
ZSet常用操作：
| 命令 | 描述 | 例子 |
|---|---|---|
| ZADD key score1 member1 [score2 member2] | 往有序集合key中加入带分值元素 | ZADD myzset 2 “two” 3 “three” |
| ZREM key member [member …] | 从有序集合key中删除元素 | ZREM myzset two |
| ZSCORE key member | 返回有序集合key中元素member的分值 | ZSCORE myzset two |
| ZINCRBY key increment member | 为有序集合key中元素member的分值加上increment | ZINCRBY myzset 111 two |
| ZCARD key | 返回有序集合key中元素个数 | ZCARD myzset |
| ZRANGE key start stop [WITHSCORES] | 正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素 | ZRANGE myzset 1 2 WITHSCORES |
| ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] | 倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素 | ZREVRANGE myzset 1 1 WITHSCORES |
| ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key …] | 计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中 | ZUNIONSTORE outzset 2 zset1 zset2 |
| ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …] | 计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中 | ZINTERSTORE outzset 2 zset1 zset2 |
ZSet应用场景：热点排行榜
Zset集合操作实现排行榜
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