Redis 7 学习笔记

📑 目录

• 第一部分：Redis 安装与部署
  • 1.1 单机部署
  • 1.2 主从部署
  • 1.3 哨兵部署
  • 1.4 集群部署
• 第二部分：Redis 核心数据结构
  • 2.1 String 字符串
  • 2.2 Hash 哈希
  • 2.3 List 列表
  • 2.4 Set 集合
  • 2.5 ZSet 有序集合
  • 2.6 Bitmap 位图
  • 2.7 HyperLogLog
  • 2.8 Geo 地理位置
  • 2.9 Stream 流
• 第三部分：常用命令速查
• 第四部分：学习总结与思考

第一部分：Redis 安装与部署

1.1 单机部署

🔧 环境准备

💡 思考：Redis 是用 C 语言写的，所以需要先装 gcc 编译环境。这点和安装 MySQL 不太一样，MySQL 一般直接用包管理器装就行。

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
firewall-cmd –state

# 检查 gcc 版本（如果没有就安装）
gcc –version
yum install gcc

📥 下载与安装

⚠️ 注意：养成文件归类的习惯！不要什么文件都往根目录扔。

# 创建 Redis 专用目录
mkdir -p /opt/software/redis

# 下载 Redis（stable 稳定版）
cd /opt/software/redis
wget https://download.redis.io/redis-stable.tar.gz

# 解压
tar -xzf redis-stable.tar.gz

# 编译安装
cd redis-stable
make install

安装完成后，/usr/local/bin 下会生成以下文件：

📝 笔记：前两个（server 和 cli）是最常用的，其他的了解即可。

⚙️ 核心配置（redis.conf）

🔑 重点！ 这个配置文件是后面所有部署模式的基础，一定要搞清楚每一行的含义！

vim redis.conf

💭 思考：daemonize yes 很关键！不设置的话，关闭终端 Redis 就停了。之前我第一次装的时候忘记设置，结果每次都要开一个终端挂着，很蠢 😅

🚀 启动与连接

# 使用配置文件启动（推荐）
redis-server redis.conf

# 客户端连接
redis-cli

# 如果设置了密码，需要认证
auth 1qaz@WSX

# 或者直接带密码连接
redis-cli -a 1qaz@WSX

🛑 退出与关闭

quit # 退出客户端
redis-cli shutdown # 关闭 Redis 服务

1.2 主从部署（Master-Slave）

🤔 什么是主从复制？

💡 理解：把一台 Redis 的数据复制到其他 Redis 上。主节点（Master）负责写，从节点（Slave）负责读。数据复制是单向的：Master → Slave。

📌 主从复制的作用

🎯 重点记忆：主从复制是 Redis 高可用的基础，后面哨兵和集群都依赖它！

📐 部署架构

┌─────────────┐
│ Master │
│ (主节点) │
│ 读写服务 │
└──────┬──────┘
│ 数据复制（单向）
┌──────┴──────┐
▼ ▼
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ Slave 1 │ │ Slave 2 │
│ (从节点) │ │ (从节点) │
│ 只读服务 │ │ 只读服务 │
└─────────────┘ └─────────────┘

🔧 配置方法

📝 关键：主节点不需要改任何配置，只需要在从节点上加上主节点信息！

# 从节点配置（在从节点的 redis.conf 中添加）
replicaof 192.168.75.129 6379

# 主节点查看从节点信息
info Replication

⚠️ 主从复制的缺点

💭 思考：主从复制虽然好，但有两个明显的问题：

→ 这就是为什么需要哨兵模式！

1.3 哨兵部署（Sentinel）

🎯 哨兵解决什么问题？

💡 一句话理解：哨兵就是 Redis 的"监控管家"，自动监控主从节点状态，Master 挂了自动切换！

📐 哨兵工作原理

┌──────────┐ 心跳检测 ┌─────────────┐
│ Sentinel │ ────────────→ │ Master │
│ (哨兵1) │ │ (主节点) │
└────┬─────┘ └──────┬──────┘
│ │
│ 选举 Leader │ 数据复制
▼ ▼
┌──────────┐ ┌─────────────┐
│ Sentinel │ │ Slave │
│ (哨兵2) │ │ (从节点) │
└──────────┘ └─────────────┘

🔄 故障转移流程

📝 重点！面试常考！ 记住这个流程：

💭 思考：这里有个"选举"的概念。每个 Sentinel 都可以成为 Leader，票数 ≥ num(sentinels)/2 + 1 才能当选。所以哨兵数量应该是奇数！

🔧 哨兵配置（sentinel.conf）

# 3 台机器都需要修改
protected-mode no # 关闭保护模式
daemonize yes # 后台启动
logfile /opt/.../sentinel.log # 日志路径
dir /opt/software/redis # 数据存放路径

# ⭐ 最核心的配置！
sentinel monitor mymaster 192.168.75.129 6379 2
# 含义：监控名为 mymaster 的主节点，至少 2 个哨兵同意才判定故障

sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 # 30秒无响应判定下线
sentinel failover-timeout mymaster 180000 # 故障转移超时 180秒

✅ 验证与故障模拟

# 检查哨兵状态
redis-cli -p 26379 info sentinel

# 模拟故障：杀掉主节点
redis-cli shutdown

# 观察哨兵日志
tail -f sentinel.log

# 重新启动原主节点（会变成从节点）
redis-server redis.conf

⚠️ 注意：哨兵模式不能保证数据零丢失！因为复制是异步的，Master 故障时可能还有数据没同步到 Slave。

1.4 集群部署（Cluster）

🎯 集群解决什么问题？

💡 理解：主从 + 哨兵解决了高可用，但没有解决数据容量的问题。集群通过分片（Sharding） 把数据分散到多个节点，突破单机内存限制！

🔑 核心概念：哈希槽（Hash Slot）

📝 必考知识点！

• Redis 集群有 16384 个哈希槽（编号 0~16383）
• 每个 Key 通过 CRC16(key) % 16384 决定放在哪个槽
• 每个节点负责一部分槽

3 节点集群示例：
┌──────────────────┐
│ 节点 A (Master) │ ← 槽 0 ~ 5460
├──────────────────┤
│ 节点 B (Master) │ ← 槽 5461 ~ 10922
├──────────────────┤
│ 节点 C (Master) │ ← 槽 10923 ~ 16383
└──────────────────┘

💭 思考：为什么是 16384 个槽？这是一个权衡的结果。太少的话节点间数据不均衡，太多的话维护成本高。16384 = 2^14，CRC16 的结果对它取余效率高。

📐 集群架构（三主三从）

┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐
│ Master A │ │ Master B │ │ Master C │
│ 槽0-5460 │ │槽5461- │ │槽10923- │
│ │ │ 10922 │ │ 16383 │
└────┬─────┘ └────┬─────┘ └────┬─────┘
│ │ │
│ 主从复制 │ 主从复制 │ 主从复制
▼ ▼ ▼
┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐
│ Slave A1 │ │ Slave B1 │ │ Slave C1 │
└──────────┘ └──────────┘ └──────────┘

💡 理解：每个 Master 都有一个 Slave。如果 Master B 挂了，Slave B1 自动升级为新 Master。如果 B 和 B1 都挂了，那 5461-10922 的槽就不可用了。

🔧 集群配置

# 创建集群目录
mkdir -p /opt/software/redis/redis-stable/cluster
mkdir -p /opt/software/redis/cluster

# 每台机器启动两个实例（6379 和 6380）
redis-server ./cluster/redis_6379.conf
redis-server ./cluster/redis_6380.conf

关键配置项（6379.conf 和 6380.conf 类似，只是端口不同）：

bind * -::* # 允许所有 IP
daemonize yes # 后台运行
protected-mode no # 允许远程连接
cluster-enabled yes # ⭐ 开启集群模式
cluster-node-timeout 5000 # 节点超时时间
appendonly yes # 开启 AOF 持久化
cluster-config-file nodes-6379.conf # 集群配置文件

🚀 创建集群

# 创建三主三从集群
redis-cli –cluster create –cluster-replicas 1 \\
192.168.75.129:6379 192.168.75.129:6380 \\
192.168.75.131:6379 192.168.75.131:6380 \\
192.168.75.132:6379 192.168.75.132:6380

📋 集群常用命令

redis-cli cluster info # 查看集群信息
redis-cli info replication # 查看单个节点信息
redis-cli cluster nodes # 查看节点身份信息

# ⭐ 连接集群时加 -c 参数，开启路由规则
redis-cli -c # 自动跳转到正确的节点

💭 踩坑记录：不加 -c 的话，如果操作的 key 不在当前节点的槽上，会报错 MOVED。加上 -c 就会自动重定向到正确的节点。

📊 四种部署模式对比

📝 总结：面试必问！要能说清楚每种模式的优缺点和适用场景。

💭 我的理解：这四种模式是逐步递进的，每种模式解决前一种的痛点：

• 单机 → 主从：解决数据备份和读写分离
• 主从 → 哨兵：解决自动故障转移
• 哨兵 → 集群：解决数据容量和水平扩展

第二部分：Redis 核心数据结构

🔑 学习提示：help @<类型名> 可以查看对应类型的所有命令，比如 help @string

2.1 String 字符串

📌 常用操作

# 基础操作
SET key value # 存入键值对
GET key # 获取值
MSET key value [key value ...] # 批量存储
MGET key [key ...] # 批量获取
SETNX key value # 存入不存在的键值对（分布式锁！）
DEL key # 删除

# 过期时间
EXPIRE key seconds # 设置过期时间（秒）
TTL key # 查看剩余过期时间

# ⭐ 原子加减（面试常问！）
INCR key # +1
DECR key # -1
INCRBY key increment # +N
DECRBY key decrement # -N

🎯 应用场景

💭 重点理解：分布式锁用 SETNX（或 SET … NX），加上 EX 过期时间防止死锁。这是 Redis 最经典的应用场景之一！

2.2 Hash 哈希

📌 常用操作

HSET key field value # 存储一个 field
HGET key field # 获取一个 field
HMSET key field value [field value ...] # 存储多个 field
HMGET key field [field ...] # 批量获取
HDEL key field # 删除 field
HLEN key # field 数量
HGETALL key # 获取所有 field-value
HINCRBY key field increment # field 值加减

🎯 应用场景

1. 对象缓存（比 String 更省空间！）

HSET user:1 name roy balance 1888
HMGET user:1 name balance

2. 购物车 ⭐

# 用户ID为key，商品ID为field，数量为value
HSET cart:1001 10088 1 # 添加商品
HINCRBY cart:1001 10088 1 # 增加数量
HLEN cart:1001 # 商品总数
HDEL cart:1001 10088 # 删除商品
HGETALL cart:1001 # 获取所有商品

⚠️ 优缺点

💭 思考：购物车用 Hash 真的很巧妙！用户 ID → key，商品 ID → field，数量 → value。增删改查都很方便。但要注意过期时间只能设在 key 级别，不能给单个商品设过期。

2.3 List 列表

📌 常用操作

LPUSH key value [value ...] # 从左边插入
RPUSH key value [value ...] # 从右边插入
LPOP key # 从左边弹出
RPOP key # 从右边弹出
LRANGE key start stop # 获取指定区间元素

# ⭐ 阻塞操作（重要！）
BLPOP key [key ...] timeout # 阻塞式左弹出
BRPOP key [key ...] timeout # 阻塞式右弹出

🎯 数据结构组合

📝 经典面试题：用 List 实现不同的数据结构！

🎯 应用场景

• 视频列表、签到列表
• 排队系统
• 简化版消息队列

⚠️ 注意点

💭 重要：

2.4 Set 集合

📌 常用操作

SADD key member [member ...] # 添加元素（自动去重）
SREM key member [member ...] # 删除元素
SMEMBERS key # 获取所有元素
SCARD key # 元素个数
SISMEMBER key member # 判断是否存在

# ⭐ 集合运算（重要！）
SINTER key [key ...] # 交集
SUNION key [key ...] # 并集
SDIFF key [key ...] # 差集

🎯 应用场景

1. 抽奖系统

SADD lottery:2024 {userID} # 参与抽奖
SRANDMEMBER lottery:2024 3 # 随机抽 3 人（不移除）
SPOP lottery:2024 3 # 随机抽 3 人（移除）

2. 点赞 / 收藏 / 标签

SADD like:1001 user:001 # 点赞
SREM like:1001 user:001 # 取消点赞
SISMEMBER like:1001 user:001 # 是否点过赞
SCARD like:1001 # 点赞数

3. 社交关系 ⭐

SINTER user1:user2 user1:user3 # 共同关注（交集）
SUNION user1:user2 user1:user3 # 朋友圈所有人（并集）
SDIFF user1:user2 user1:user3 # 可能认识的人（差集）

💭 思考：Set 的集合运算在社交场景中太实用了！共同好友 = 交集，推荐好友 = 差集。面试经常问。

2.5 ZSet 有序集合

📌 常用操作

ZADD key score member [...] # 添加带分数的元素
ZREM key member [...] # 删除元素
ZSCORE key member # 获取分数
ZINCRBY key increment member # 分数加减
ZCARD key # 元素个数

# ⭐ 排行榜核心命令
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] # 正序（分数从低到高）
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] # 倒序（分数从高到低）⭐

🎯 经典应用：排行榜 ⭐

# 1. 用户点击新闻 → 热度 +1
ZINCRBY hotNews:20260531 1 "守护香港"

# 2. 展示当日排行前十
ZREVRANGE hotNews:20260531 0 9 WITHSCORES

# 3. 七日榜单合并
ZUNIONSTORE hotNews:7days 7 \\
hotNews:20260525 hotNews:20260526 ... hotNews:20260531

# 4. 展示七日排行前十
ZREVRANGE hotNews:7days 0 9 WITHSCORES

💭 重点：ZSet 是排行榜的最佳选择！每个元素带一个 score，Redis 内部自动排序。ZREVRANGE 倒序就是排行榜。ZUNIONSTORE 可以合并多天的数据计算周榜。

2.6 Bitmap 位图

📌 常用操作

SETBIT key offset value # 设置某一位（0 或 1）
GETBIT key offset # 获取某一位
BITCOUNT key [start end] # 统计 1 的个数
BITPOS key bit # 找第一个值为 bit 的位置

🎯 应用场景：签到系统

# 1号用户第100天签到
SETBIT dailycheck:1 100 1

# 统计1号用户的签到次数
BITCOUNT dailycheck:1

# 找1号用户第一次签到的时间
BITPOS dailycheck:1 1

💭 思考：Bitmap 的优势在于极其节省空间。1 亿用户的签到数据只需要约 12MB（1亿 bit ≈ 12MB）。如果用 Set 存每个用户的签到记录，内存消耗会大得多。

2.7 HyperLogLog

📌 作用

统计不重复元素的个数（基数统计），典型场景：统计网站 UV（独立访客）。

📌 常用操作

PFADD visitlog 192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.1 # 添加访问记录
PFCOUNT visitlog # 统计独立访客数
PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...] # 合并多个统计

💭 思考：HyperLogLog 的神奇之处在于：固定只占 12KB 内存，不管统计多少个元素！但代价是有约 0.81% 的误差。对于 UV 统计这种场景，可以接受。

2.8 Geo 地理位置

📌 常用操作

# 添加地点（经度 纬度 名称）
GEOADD changsha 113.017489 28.200454 "火车站"

# 查询两地距离
GEODIST changsha "火车站" "橘子洲" M

# 查找附近地点
GEORADIUSBYMEMBER changsha "火车站" 2 KM withdist withcoord count 4

🎯 应用场景

• 附近的人 / 附近的商家
• 外卖配送距离计算
• 打车软件距离估算

💭 思考：Geo 的底层其实就是 ZSet！Redis 把经纬度编码成一个 52 位的 score，然后用 ZSet 的排序能力来实现范围查询。所以 Geo 能用的操作，ZSet 基本都能用。

2.9 Stream 流

📌 作用

Redis 版的消息队列（MQ） = 阻塞队列 + Pub/Sub

📌 常用操作

# 添加消息（* 表示自动生成 ID）
XADD mystream * name loulan name roy

# 读取消息
XRANGE mystream – +

# 创建消费者组
XGROUP CREATE mystream groupA 0

# 消费消息
XREADGROUP GROUP groupA consumer1 COUNT 2 STREAMS mystream >

# 查看消费进度
XPENDING mystream groupA

📝 了解即可：企业中用 Stream 做消息队列的场景不多，一般用 RabbitMQ 或 Kafka。但面试可能会问到 Redis 也能做 MQ。

📊 数据结构选型速查表

📝 面试必备！ 根据场景选择合适的数据结构

第三部分：常用命令速查

🔑 Key 基础命令

keys * # 查看当前库所有 key
exists key # 判断 key 是否存在
type key # 查看 key 的类型
del key # 删除 key
unlink key # 异步删除（非阻塞）
ttl key # 查看过期时间（-1永不过期，-2已过期）
expire key seconds # 设置过期时间
move key db # 移动 key 到其他库
select db # 切换数据库（默认0，共16个库）
dbsize # 当前库 key 数量
flushdb # 清空当前库 ⚠️
flushall # 清空所有库 ⚠️⚠️⚠️

⚠️ 警告：flushall 和 flushdb 在生产环境千万别用！

第四部分：学习总结与思考

🧠 知识框架图

Redis 7.X
├── 安装与部署
│ ├── 单机部署（最基础）
│ ├── 主从复制（数据冗余 + 读写分离）
│ ├── 哨兵模式（自动故障转移）
│ └── 集群模式（数据分片 + 高可用）
│
└── 核心数据结构
├── String → 缓存、锁、计数器
├── Hash → 对象、购物车
├── List → 队列、栈
├── Set → 去重、交集/并集/差集
├── ZSet → 排行榜
├── Bitmap → 签到、状态标记
├── HyperLogLog → UV 统计
├── Geo → 位置服务
└── Stream → 消息队列

❓ 疑问与待深入

💭 还需要进一步学习的内容：

📝 学习心得

这两份资料覆盖了 Redis 最核心的知识点：

• 安装教程：从单机到集群，循序渐进，四种部署模式各有适用场景
• 数据结构：9 种类型各有千秋，选择合适的类型是关键

最重要的不是死记命令，而是理解每种数据结构的特点和适用场景。面试中"为什么用这个而不是那个"比"这个命令怎么写"更重要。

接下来要重点攻克：持久化、内存策略、缓存三大问题，这些是 Redis 面试的高频考点！