什么是redis？
redis是一个高性能的非关系型数据库，使用c语言编写，与传统数据的不同是，它存在于内存中。读写速率非常快，每秒可以处理超过10万次的读写操作（QPS是每秒读写），常常被用作缓存
Redis的优缺点
优点：
- 读写性能好，读的速度可以达到110000次/s，写的速度可以达到81000次/s
- 支持数据持久化，有AOF跟RDB两种持久化方式，数据结构丰富，支持String,List,Set,Hash等结构
- 支持事务，Redis所有的操作都是原子性的。并且还支持几个操作合并后的原子执行，(要么都执行成功执行，要么都失败不执行)
- 支持主从复制，主机自动将数据复制给从机，进行读写分
缺点：
- Redis是将数据存在内存中，受到内存大小的限制，不能做海量数据的读写
- Redis不具备自动容错和恢复功能，主机或者从机宕机会到前端部分请求读写失败，需要重启机器或者手动切换前段的IP才能切换
Redis为什么这么快？为什么Redis6.0之前采用单线程而不采用多线程？
Redis快的原因： 1.运行在内存中 2.数据结构简单 3.实现多路I/O复用技术 4.单线程实现，单线程避免了线程的切换、锁等造成性能的开销 Redis6.0之前是单线程的，为什么Redis6.0之前采用单线程而不采用多线程？ 单线程的Redis的瓶颈通常存在CPU的IO，几乎不会存在CPU成为瓶颈的情况。使用Redis主要瓶颈在内存和网络上面。单线程也有它的优点：系统的复杂度较低，维护性高，避免了并发读写所带来的问题。
Redis为什么6.0之后引入多线程？
Redis的瓶颈主要存在于内存和网络，引入多线程的问题为了解决网络IO的瓶颈，执行命令依旧是单线程，不存在线程安全问题。Redis不是默认开启单线程，需要修改配置文件redis.conf:io-threads-do-reads no,将no改为yes。
Redis的数据类型
Redis的常用数据类型：String，Hash，Set，List，Zset。不常用的数据类型：Bitmap，HyperLogLog，Geospatial Bitmap：位图，一个以位为单位的数组，数组中只能存在0或1，数组的下标在Bitmap中叫做偏移量。布隆过滤器就用到这种数据结构。布隆过滤器可以判断哪些数据一定不在数据库中，用来解决redis缓存穿透的问题。 Hyperloglog：统计基数的数据集合类型。缺点统计规则基于概率完成，给出的统计结果是有一定误差的，标准误差率是0.81%。优点：输入元素数量或者体积非常大时，计算基数所用的空间总是固定的、并且是很小的。应用场景：统计网站的UV。 Geospatial：主要存储地理位置信息。
Redis的主要数据结构
Redis的数据结构有简单动态字符串、链表、字典、跳跃表、整数集合、压缩列表等
- 简单动态字符串：Redis底层使用C语言编写，Redis并没有采用C语言传统的字符串表示，构建出一种名为简单动态字符串的抽象类型
- 链表：提供高效的节点重拍能力，以顺序性的节点访问方式，可以通过增删节点的方式灵活调整链表的长度。
- 字典：又称符号表，关联数组，映射，用于保存键值对（key-value pair）的抽象数据结构。Redis数据库使用字典来实现的，对数据库的增删改查也是基于对字典的操作上的
- 整数集合：当一个集合只包含整数值元素时，并且这个集合的元素数量不多时，Redis采用整数集合作为集合键的底层实现。
- 压缩列表：压缩列表是Redis为了节约内存开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型数据结构
- 对象：Redis没有直接使用这些数据结构创造对象，基于这些数据结构创建了一个对象系统。这个系统包括字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象和有序集合对象，每种对象都至少使用一种所介绍的数据结构
对象系统的优点：
- 通过五种不同的对象，Redis可以在执行命令之前，根据对象的类型来判断一个对象是否可以执行给定的命令
- 针对不同的使用场景，为对象设置多种不同的数据结构实现，从而优化对象在不同场景下的使用效率
- 实现了基于引用计数技术的内存回收机制
- Redis通过引用计数技术实现了对象共享机制，在适当的条件下，通过多个数据库键共享一个对象节约内存。
底层数据结构与对象系统的对应关系：
跳跃表详解 跳跃表是一种有序的数据结构，通过每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而达到快速访问节点的目的。跳跃表支持平均O（logN）和最坏O（N）复杂度的节点查找。可以通过顺序型来批量处理节点。可以进行二分查找的有序链表，跳表在原有的有序链表中添加了多级索引。通过索引提高了搜索的性能，也提高了插入和删除的性能。
Redis只在两个地方用到了跳跃表：实现有序集合键和集群节点中用作内部数据结构。
理想的跳表，上一层的索引节点的数量都是下一层的1/2，跳表的时间复杂度是O(logN)，空间复杂度O(N)，是一个空间换时间的策略，图中是用存储数字举例，如果存储较大的对象，所浪费的空间可以忽略不记，索引节点中只存储关键值和几个指针，并不存储对象。
跳表相比较于红黑树的优点：
- 内存占用少，使用自定义化参数决定使用多少内存
- 查询性能至少不必红黑数差
- 简单更容易实现和维护
Redis中的跳表和普通跳表有什么区别
- Redis中的跳表score允许重复，即跳表中的key允许重复，如果分数重复，需要根据数据内容进行字典排序。普通跳跃表不支持
- 第一层中的链表是一个双向链表，方便以一个倒序的方式获取一个范围内的元素
- Redis跳表中可以很方便的计算出每个元素的排名
一个字符串类型的值最大能存储的最大容量是多少？
一个字符串类型键的允许存储的数据最大容量是512MB
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