Redis 介紹

Redis（Remote Dictionary Server）把資料放在記憶體裡，用微秒級讀寫支援快取、計數與排行榜這類高併發場景。

Redis 是什麼

Redis 是開源的、基於記憶體（In-memory）的鍵值對（Key-Value）資料庫。它通常被用作資料庫、快取（Cache）和訊息代理（Message Broker）。資料主要存在記憶體中，讀寫很快，是目前常見的 NoSQL 選擇之一。

核心特性

極致效能

Redis 將資料存在記憶體中，讀寫通常落在微秒級，適合對回應時間很敏感的應用。代價是資料量受實體記憶體限制，擴充成本比磁碟型資料庫高。

豐富的資料結構

它不只是單純的字串鍵值，還內建多種結構，讓常見需求不必自己在應用層組裝。

類型	特性	常見用途
String（字串）	文字、數字或二進位資料	快取、計數器
List（列表）	依插入順序排列的字串列表（Linked List）	佇列（Queue）
Set（集合）	無序、元素唯一	去重、標籤
Hash（雜湊）	一個 key 底下的欄位集合	存物件
Sorted Set（ZSet）	每個元素帶一個分數（Score）並依分數排序	排行榜
進階類型	Bitmap、HyperLogLog、Geospatial	位元統計、基數估計、地理位置

持久化（Persistence）

主資料在記憶體，但 Redis 可以把資料寫到硬碟，避免程序重啟後全部消失。兩種機制可以單獨開，也可以一起用。

	RDB（Redis Database Backup）	AOF（Append Only File）
做法	定期把記憶體做成快照（Snapshot）	把每次寫入追加進日誌
恢復	直接載入快照，通常較快	重放日誌，較接近當機前的狀態
取捨	兩次快照之間的寫入可能丟失	檔案較大，重放較久

當機時會不會丟資料，取決於採用哪一種持久化、以及寫入磁碟的頻率。

單執行緒模型

核心的網路 I/O 與鍵值讀寫由一個主執行緒處理。少了多執行緒的上下文切換（Context Switching）和鎖競爭，命令執行順序也比較好推理。

Redis 6.0 起可以用多執行緒處理網路 I/O，執行命令仍然是單執行緒。

高可用與分散式

• Replication（主從複製）：Master-Replica 架構，用來做讀寫分離與備份。
• Sentinel（哨兵）：監控 Master，Master 失效時自動故障轉移（Failover）。
• Cluster（叢集）：自動分片（Sharding），把資料攤到多個節點做水平擴展。

常見應用場景

• 快取（Caching）：擋在 MySQL 這類資料庫前面，減輕讀取壓力。
• Session 儲存：多個服務實例共用同一份登入狀態。
• 排行榜：用 Sorted Set 依分數即時排序。
• 計數器：用原子指令 INCR 累加播放量、按讚數。
• 訊息隊列：用 List，或 Pub/Sub（發布／訂閱）做簡單的非同步傳遞。
• 分散式鎖：多個服務實例協調對同一份資源的存取。

基本指令範例

以下是 redis-cli 裡最常用的幾類操作。字串用來存值與計數，List 的左右推入可以當成佇列，Hash 則用來存一筆物件的多個欄位。

# 字串操作
SET name "Antigravity"
GET name
# 輸出: "Antigravity"

# 計數
SET visits 10
INCR visits
# 輸出: 11

# 列表操作（作為 Queue）
LPUSH myqueue "task1"
LPUSH myqueue "task2"
RPOP myqueue
# 輸出: "task1"

# Hash 操作（儲存物件）
HSET user:1001 name "John" age 30
HGETALL user:1001
# 輸出: name "John" age 30

優缺點

優點

• 速度快：記憶體操作，延遲低。
• 功能集中：多種資料結構，再加上 Lua script、Transaction 等，很多模式不用另接一套中介軟體。
• 客戶端齊全：主流語言都有 client，文件也完整。

缺點

• 記憶體受限：資料量受實體記憶體大小限制，成本較高。
• 持久化有窗口：當機時仍可能丟掉最後一段寫入，丟多少取決於 RDB／AOF 的設定。

GUI

本機除錯時可以用圖形客戶端看 key 與結構。Another Redis Desktop Manager 是其中一個選擇。

總結

Redis 用記憶體換速度，並用 String、List、Hash、Sorted Set 這些結構覆蓋快取、計數、佇列與排行榜。要上線時，再依資料能不能丟，決定 RDB、AOF，以及要不要加 Sentinel 或 Cluster。