缓存中间件Redis进阶之路一（Redis的描述）

Redis（Remote Dictionary Server）是一个基于BSD开源的项目，同时也是一个基于内存的Key-Value结构化存储的存储系统。在实际生产环境中可以将其作为数据库、缓存和消息中间件来使用。

Redis是如今市面上应用很广泛的缓存中间件，它支持多种数据结构，包括字符串String、列表List、集合Set、有序集合Sorted Set和散列Hash等，在实际业务环境中可以实现类似于热点数据存储、非结构化数据存储和消息分发等功能。而在如今高并发、低延迟等架构流行的时代，Redis的出现可以说是带来了很大的贡献。

进阶之路涉及的内容主要有：

Redis简述：包括Redis的基本概念、典型应用场景介绍，以及在Windows开发环境下的简单使用。
Spring Boot整合Redis：使用StringRedisTemplate及RedisTemplate组件编写Hello World，初步感受Redis在实际微服务项目中的应用。
基于微服务项目举例Redis各种典型的数据结构。
以一个典型的实际业务场景为案例“实战”Redis，巩固Redis在实际互联网项目中的应用。
Redis概述与典型应用场景介绍
Redis是一款免费、开源、遵循BSD协议的高性能结构化存储数据库，可以满足目前企业大部分应用中对于高性能数据存储的需求。同时，它也是NoSQL（Not Only SQL），即非关系型数据库的一种，内置多种丰富多彩的数据结构，如字符串String、列表List、集合Set、散列Hash等，可以高效地解决企业应用频繁读取数据库而带来的诸多问题。

Redis的诞生其实还得追溯到Web 2.0网站的时代。互联网Web 2.0时代，可以说是“百花齐放”的时代，其中的典型之物当属各种基于内容、服务模式产品的诞生。这些产品的出现，在给人们的生活及思想带来一定冲击时，也给企业带来了巨大的用户流量。

众所周知，在早期的互联网Web 1.0时代，大部分企业还是采用传统的企业级单体应用架构，而一时间“蜂拥而来”的巨大用户流量显然使得此种架构再也难以支撑下去。此时各种典型的新型互联网架构应势而生，如面向SOA的系统架构、分库分表的应用架构、微服务/分布式系统架构，以及基于各种分布式中间件的应用架构等层出不穷。

在诸多系统架构实施及对巨大用户流量的分析过程中发现，其实用户的“读”请求远远多于用户的“写”请求，频繁的读请求在高并发的情况下会增加数据库的压力，导致数据库服务器的整体压力上升，这也是早期很多互联网产品在面对高并发时经常出现“响应慢”、“卡住”等用户体验差的原因。

为了解决这个问题，许多架构引入了缓存组件，Redis即为其中的一种。它可以很好地将用户频繁需要读取的数据存放至缓存中，减少数据库的I/O（输入/输出）操作，降低了服务器整体的压力。

由于Redis是基于内存的、采用Key-Value结构化存储的NoSQL数据库，加上其底层采用单线程和多路I/O复用模型，所以Redis的查询速度很快。根据Redis官方提供的数据，它可以实现每秒查询的次数达到10万次，即QPS为100000+，这在某种程度上足以满足大部分的高并发请求。

而随着微服务、分布式系统架构时代的到来，如今Redis在各大知名互联网产品中也得到了一席施展之地。比如大家都知晓的淘宝、天猫、京东、QQ、新浪微博、今日头条和抖音等App应用，其背后系统架构中分布式缓存的实现或多或少都可以见到Redis的踪影。概括来讲，Redis具有以下4种典型的应用场景。

1.热点数据的存储与展示

“热点数据”可以理解为大部分用户频繁访问的数据，这些数据对于所有的用户来说，访问将得到同一个结果，比如“微博热搜”（每个用户在同一时刻的热搜是一样的），如果采用传统的“查询数据库”的方法获取热点数据，将大大增加数据库的压力，而降低数据库的读写性能。

2.最近访问的数据

用户最近访问过的数据记录在数据库中将采用“日期字段”作为标记，频繁查询的实现是采用该日期字段与当前时间做“时间差”的比较查询，这种方式是相当耗时的。而采用Redis的List作为“最近访问的足迹”的数据结构，将大大降低数据库频繁的查询请求。

3.并发访问

对于高并发访问某些数据的情况，Redis可以将这些数据预先装载在缓存中，每次高并发过来的请求则可以直接从缓存中获取，减少高并发访问给数据库带来的压力。

4.排名

“排行榜”在很多互联网产品中也是比较常见的。采用Redis的有序集合（Sorted Set）可以很好地实现用户的排名，避免了传统的基于数据库级别的Order By及Group By查询所带来的性能问题。

除此之外，Redis还有诸多应用场景，比如消息队列、分布式锁等。在后面的篇章中，会选取几种典型的应用场景结合实际的微服务项目，以代码实例的方式来实现。

Redis的使用
接下来我们进入实际的微服务项目以代码的形式讲解Redis的使用。将首先介绍如何在本地开发环境下快速安装Redis，以及如何使用简单的命令行实现Redis的相关操作。在前面文章中，已经采用Spring Boot搭建了一个微服务项目，下节将整合Redis，介绍其在实际项目中的两个核心操作组件StringRedisTemplate及RedisTemplate的自定义注入配置。

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