什么是Redis？

Redis是用C语言开发的一个开源免费的高性能键值对（key-value）内存数据库，遵守BSD协议。

Redis特点：

Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供String，list，set，zset，hash等数据结构的存储。
性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, 设置key有效期等等特性。

Redis数据存储原理

redisDb

redis 中以redisDb作为整个缓存存储的核心，保存着我们客户端需要的缓存数据

typedef struct redisDb {    
  dict *dict;                 
  dict *expires;       
  dict *blocking_keys;       
  dict *ready_keys;          
  dict *watched_keys;        
  int id; 
  long long avg_ttl;    
  list *defrag_later;  
} redisDb;

dictht

typedef struct dictht {    
  dictEntry **table;    
  unsigned long size;
  unsigned long sizemask;  
  unsigned long used;
} dictht;

dict

typedef struct dict {  
  dictType *type; 
  void *privdata;  
  dictht ht[2];  
  int rehashidx;   
  int iterators;
} dict;

dictEntry

typedef struct dictEntry {  
  void *key;  
  union {       
     void *val;       
     uint64_t u64;   
     int64_t s64; 
   } v;   
  struct dictEntry *next;
} dictEntry;

redisDB、dict、dictht、dictEntry、RedisObject的存储结构关系如图：

dictEntry ：16字节
RedisObject：12字节
sds：8字节 + 字符串长度
我们现在思考，如果一个10字节的key，需要多少存储空间呢？
16+12+8+10+1=47*2（exprires也需要同样的空间所以乘以倍数）
所以在日常使用中设置key的时候尽量的少的字节，避免空间的浪费。

内存清理方式

定期清理：
随机取样的方式，如果清理的比例大于25%。
惰性删除：
被动删除策略，访问时判断;
LFU

volatile-lfu：对有过期时间的key采用LFU淘汰算法；
allkeys-lfu：对全部key采用LFU淘汰算法；

LRU

volatile-lru:从设置了过期时间的数据集中，选择最近最久未使用的数据释放;
allkeys-lru:从数据集中选择最近最久未使用的数据释放。

Redis可靠性保障

主从模式：

启动时，全量同步Slave。增量同步，运行ID（Master启动时生成），同步给Slave，通过复制偏移量确定具体同步位置：

哨兵模式：

不断地检查Master和Slave是否运作正常，发现故障通知管理员和客户端，自动主从切换，更新配置信息，客户端应用初始化时连接Sentinel获取节点信息；
集群模式
  无需Sentinel哨兵，支持水平扩容，自动迁移。