今天我們來聊聊 Redis 的使用案例。

Redis 是一種內存鍵值數據庫。它支持多種數據結構，如 String, Hash, List, Set 和 SortedSet。

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01 緩存

Redis 的最常用的用例是緩存，以加快網絡應用的速度。在這種用例中，Redis 將經常請求的數據存儲在內存中。它允許網絡服務器頻繁訪問的數據。這就減少了數據庫的負載，并縮短應用程序的響應時間。在大規模應用中，緩存分布在 Redis 服務器集群中。

Redis 作為分布式緩存時需要考慮的其他問題包括：

• 設置正確的 TTL (Time to Live)
• 處理冷啟動時對數據庫的密集訪問

02 Session 存儲

另一個常見用例是將 Redis 用作 Session 存儲，在無狀態服務之間共享 Session 數據。

當用戶登錄網絡應用程序時，服務端會創建一個唯一的 Session ID，Session 數據會存儲在 Redis 中，然后 Session 作為 Cookie 的一部分返回給客戶端。

當用戶向應用程序發出請求時，Session ID 會包含在請求中。無狀態網絡服務器會使用 Session 數據。值得注意的是 Redis 是內存數據庫。如果 Redis 服務器重啟，存儲在 Redis 中的 Session 數據會丟失。

即使 Redis 提供了 RDB 和 AOF 等持久化選項，但這些選項在重啟時加載數據的時間往往太長，不實用。在實際生產環境中，數據會復制到備份實例。如果主實例崩潰，備份迅速升級，接管流量。

03 分布式鎖

需要協調對某些共享資源的訪問時，就會使用分布式鎖。Redis 通過其原子命令（如 SETNX， SET if Not eXists）來做分布式鎖。它允許調用者設置一個不存在的鍵。

比如，客戶端通過設置一個唯一的 Key 來獲取鎖：

SETNX lock "1234abcd" EX 3

如果 Key 尚未設置，SETNX 命令返回 1，表明鎖已被客戶端獲取。客戶端完成工作后 刪除 Key ，釋放鎖。

如果 Key 已被設置，SETNX 命令返回 0，表明鎖已被其他客戶機持有。在這種情況下，客戶端會等待并重試 SETNX 操作，直到鎖被其他客戶端釋放。

請注意，這種簡單的實現對于許多用例來說已經足夠好了，但并非完全容錯。對于生產應用，許多 Redis 客戶端庫提供高質量的分布式鎖實現。

04 限流

Redis 可用作限流。一個非常基本的限流算法是這樣工作的：

對于每個用戶請求，其請求的 IP 或用戶 ID 用作 Key。每個請求都會使鍵值遞增。將當前計數與允許的速率限制進行比較，如果計數在速率限制范圍內，則處理請求。如果計數超過速率限制，則拒絕請求。Key可以設置為在特定時間窗口（如一分鐘）后過期，以重置下一個時間窗口的計數。

05 游戲排行榜

對于大多數規模不是很大的游戲來說，Redis 是一種很好的實現方式。SortedSet 是實現這一功能的基本數據結構。

SortedSet 的每個元素都有一個與之相關的分數。元素按分數排序。這樣就可以在對數時間內 完成排序。

06 購物車

我們可以使用 Hash 來表示購物車中的鍵值對。對于簡單的電商平臺來說，在 Redis 中實現購物車可以兼顧用戶體驗和快速交付。

07 計算用戶留存率

我們可以使用 Bitmap 來表示每天登錄的用戶并計算用戶保留率。這種計數功能占用的內存很少。

08 消息隊列

我們可以使用 List 來做消息隊列。也可以使用 Redis 的 PubSub 功能來實現類似的消息總線功能。