Redis是C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）的内存数据库。Redis作为一个内存数据库具有以下特点：

• 性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快，支持并发10w QPS；
• 单进程单线程，是线程安全的，采用的是IO多路复用技术；
• 丰富的数据结构，支持字符串strings、散列hashes、列表lists、集合sets、有序集合sorted sets等；
• 支持数据持久化；
• 主从复制，哨兵，可高用；
• 可以用作分布式锁；
• 可以作为消息中间件使用，支持发布订阅。

1、Redis为什么这么快却还是单线程

1.1 有多快

官方提供的数据每秒查询的次数（QPS）可以达到10w+。

1.2 为什么是单线程

Redis完全是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，（瓶颈可能是机器内存的大小或者网络带宽），而且单线程容易实现，所以采用单线程的方式。

1.3 单线程为什么还能这么快

• Redis是完全基于内存的，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常迅速，数据存在内存中，类似于HashMap，查找的时间复杂度O(1)；
• 数据结构简单，对数据操作也简单；
• 采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，不存在多线程导致的CPU切换，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁和释放锁操作，没有死锁问题导致的性能消耗；
• 使用多路复用IO模型。

2、五大数据类型

Redis 内部使用一个 redisObject 对象来表示所有的 key 和 value。

redisObject 最主要的信息如图所示：type 表示一个 value 对象具体是何种数据类型，encoding 是不同数据类型在 Redis 内部的存储方式。

2.1 String

String是 Redis 最基本的类型，可以理解成与 Memcached一模一样的类型，一个 Key 对应一个 Value。Value 不仅是 String，也可以是数字。

String 类型是二进制安全的，意思是 Redis 的 String 类型可以包含任何数据，比如 jpg 图片或者序列化的对象。

String 类型的值最大能存储 512M。

2.2 Hash

Hash是一个键值（key-value）的集合。Redis 的 Hash 是一个 String 的 Key 和 Value 的映射表，Hash 特别适合存储对象。

常用命令：hget，hset，hgetall 等。

2.3 List

List列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）

常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange（获取列表片段）等。

应用场景：List 应用场景非常多，也是 Redis 最重要的数据结构之一，比如 Twitter 的关注列表，粉丝列表都可以用 List 结构来实现。

数据结构：List 就是链表，可以用来当消息队列用。Redis 提供了 List 的 Push 和 Pop 操作，还提供了操作某一段的 API，可以直接查询或者删除某一段的元素。

实现方式：Redis List 的是实现是一个双向链表，既可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了额外的内存开销。

2.4 Set

Set是 String 类型的无序集合。集合是通过 hashtable实现的。Set 中的元素是没有顺序的，而且是没有重复的。

常用命令：sdd、spop、smembers、sunion 等。

应用场景：Redis Set 对外提供的功能和 List 一样是一个列表，特殊之处在于 Set 是自动去重的，而且 Set 提供了判断某个成员是否在一个 Set 集合中。

2.5 Zset

Zset 和 Set 一样是 String 类型元素的集合，且不允许重复的元素。常用命令：zadd、zrange、zrem、zcard 等。

使用场景：Sorted Set 可以通过用户额外提供一个优先级（score）的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择 Sorted Set 结构。和 Set 相比，Sorted Set关联了一个 Double 类型权重的参数 Score，使得集合中的元素能够按照 Score 进行有序排列，Redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

实现方式：Redis Sorted Set 的内部使用 HashMap 和跳跃表（skipList）来保证数据的存储和有序，HashMap 里放的是成员到 Score 的映射。而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是 HashMap 里存的 Score，使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。

3、实现分布式锁

分布式锁的三种实现