【每日八股】Redis篇（一）：概述

Redis 为什么快？

一句话概括：
Redis 之所以快，主要是因为它是基于内存操作的，避免了磁盘 I/O 的开销；采用单线程模型，避免了上下文切换和锁竞争；使用了高效的数据结构和紧凑的编码方式；支持非阻塞 I/O 和异步持久化，能够高效处理并发请求；同时，Redis 的网络协议简单，减少了传输和解析的开销。

具体来说：

基于内存的操作：Redis 的绝大部分操作在内存当中就可以实现，数据也存储在内存当中，与传统的磁盘文件操作相比减少了 I/O，提高了操作速度；
高效的数据结构：Redis 有专门的 STRING、LIST、HASH 等高效数据结构，依赖各种数据结构提升了读写的效率；
采用单线程：单线程操作省去了上下文切换带来的开销以及 CPU 的消耗，同时不存在资源竞争，避免了死锁现象的发生。
I/O 多路复用：采用 I/O 多路复用机制同时监听多个 Socket，根据 Socket 上的事件来选择对应的事件处理器进行处理。

为什么 Redis 是单线程？

Redis 采用单线程模型主要是为了避免上下文切换和锁竞争，简化代码实现和维护；同时，Redis 使用高效的事件驱动模型和非阻塞 I/O，能够处理大量并发连接；内存操作本身已经很快，单线程足以满足性能需求。尽管是单线程，Redis 仍然能够支持极高的吞吐量和低延迟。

Redis 为什么要引入多线程？

Redis 引入多线程主要是为了优化网络 I/O 性能，解决单线程在高并发场景下的瓶颈问题；同时，多线程能够提高吞吐量，充分利用多核 CPU 的计算能力，并并行化后台任务（如持久化、异步删除等），避免阻塞主线程。需要注意的是，Redis 的核心操作仍然是单线程的，以确保原子性和一致性。

为什么用Redis作为MySQL的缓存？

使用 Redis 作为 MySQL 的缓存可以显著提升系统性能，减少数据库负载。Redis 基于内存，访问速度快，能够缓存热点数据，减少对 MySQL 的查询；同时，Redis 支持高并发和丰富的数据结构，能够灵活缓存不同类型的数据，并通过缓存失效和更新机制保证数据的一致性。此外，Redis 的高可用性和持久化功能也确保了数据的安全性。

使用 Redis + MySQL 结合的方式可以有效地提高系统的 FPS。

实际应用场景

热点数据缓存：将频繁访问的数据（如商品信息、用户信息）缓存到 Redis 中，减少对 MySQL 的查询；
会话缓存：将用户的会话信息（如登录状态）缓存到 Redis 中，避免每次请求都查询 MySQL；
排行榜和计数器：利用 Redis 的有序集合（ZSet）和计数器功能，可以实现排行榜和计数功能，避免频繁更新 MySQL。
分布式锁：使用 Redis 实现分布式锁，避免多个服务同时操作 MySQL 中的同一个资源。

Redis 和 Memcached 的联系和区别？

在这里插入图片描述
Redis 和 Memcached 都是高性能的内存缓存系统，但 Redis 支持多种数据结构和持久化，适合需要丰富功能的场景；而 Memcached 仅支持简单的键值对，性能更高，适合简单的缓存场景。Redis 适合需要复杂数据操作和持久化的场景，而 Memcached 适合需要极高吞吐量的简单缓存场景。