不知不觉已经工作8年，我将以8年经验的C++程序员视角 ，从系统性、深度和与C++实践结合的角度来讲解Redis，用于技术复盘。以下内容将涵盖：
Redis核心概念与数据类型
Redis与C++的交互（客户端选择与使用）
Redis在C++项目中的典型应用场景
Redis性能优化与注意事项
Redis持久化、高可用与集群
Redis6/7的新特性（如果适用）
由于Redis内容广泛，这里将提炼关键点，并结合C++开发者的视角进行讲解。
1. Redis核心概念与数据类型
Redis是一个开源的内存数据结构存储，用作数据库、缓存和消息中间件。它支持多种数据结构，包括：
字符串（String）
列表（List）
集合（Set）
有序集合（Sorted Set）
哈希（Hash）
位图（Bitmap）
流（Stream，用于消息队列）
对于C++程序员，理解这些数据结构在Redis内部是如何实现的，有助于合理使用。
例如，Redis的字符串是动态字符串（SDS），类似于C++的vector<char>，可以高效地追加和截断。
列表在早期版本是双向链表，但后来引入了ziplist（压缩列表）和quicklist（3.2版本后）来节省内存。
哈希和有序集合在元素较少时使用压缩列表，元素多时使用哈希表和跳表。
这些实现细节对于选择数据类型和优化内存使用很重要。
2. Redis与C++的交互
C++与Redis交互通常通过客户端库。常用的有：
hiredis（官方C客户端，简单，但需要自己封装）
redis-plus-plus（C++17客户端，推荐，封装良好）
其他如cpp_redis等
以redis-plus-plus为例，示例代码：
#include <sw/redis++/redis++.h>
#include <iostream>
int main() {
try {
// 创建Redis对象，连接到Redis服务器
auto redis = sw::redis::Redis("tcp://127.0.0.1:6379");
// 设置键值对
redis.set("key", "val");
// 获取键值
auto val = redis.get("key");
if (val) {
std::cout << *val << std::endl;
}
// 使用哈希表
redis.hset("hash", "field", "value");
auto field_val = redis.hget("hash", "field");
if (field_val) {
std::cout << *field_val << std::endl;
}
} catch (const std::exception &e) {
std::cerr << e.what() << std::endl;
}
}注意：使用客户端库时，要处理网络异常和重连。生产环境可能需要连接池和哨兵支持。
3. Redis在C++项目中的典型应用场景
缓存
最常见的用途，缓存数据库查询结果。注意缓存穿透、击穿、雪崩问题。
穿透：查询不存在的数据，导致每次都要查数据库。解决方案：布隆过滤器或缓存空值。
击穿：热点key过期，大量请求打到数据库。解决方案：互斥锁（使用Redis的SETNX实现）或永不过期（但需要异步更新）。
雪崩：大量key同时过期。解决方案：设置不同的过期时间。
会话存储（Session Storage）
将用户会话存储在Redis中，实现无状态服务。注意设置合理的过期时间。
分布式锁
使用Redis实现分布式锁，注意Redlock算法，但红锁存在争议，可根据场景选择。常用命令：SET key value NX PX 3000（设置过期时间，单位毫秒）。
消息队列
使用列表的阻塞操作（BLPOP/BRPOP）实现简单的消息队列。更复杂的消息队列可使用Stream（Redis5.0引入）。
排行榜
使用有序集合（ZSET）可以方便地实现排行榜。
限流
使用滑动窗口计数，例如使用字符串的INCR和EXPIRE，或使用Lua脚本保证原子性。
4. Redis性能优化与注意事项
内存优化：使用适当的数据结构，例如，小数据量时使用哈希表可能比字符串更节省内存（因为Redis为每个键分配一个对象，哈希表可以存储多个字段）。
批量操作：使用管道（pipeline）或批量命令（如MSET、HMGET）减少网络往返。
避免大键：单个键存储过大的数据（如几百MB的字符串）会导致操作延迟高，并可能阻塞Redis。
使用Lua脚本：将多个操作组合成一个原子操作，减少网络开销并保证原子性。
键名设计：不要太长，但也要可读。可以使用冒号分隔的命名空间，如"user:1000:profile"。
5. Redis持久化、高可用与集群
持久化
RDB：快照，适用于备份和灾难恢复。但可能会丢失最后一次快照后的数据。
AOF：追加写操作日志，可以配置为每秒同步，最多丢失一秒的数据。AOF重写可以压缩文件。
通常可以同时开启，在重启时优先使用AOF恢复。
高可用
主从复制：主节点写，从节点读。从节点可以再连接从节点，形成链式复制。
哨兵（Sentinel）：监控主节点，自动故障转移。客户端通过哨兵获取当前主节点地址。
集群（Cluster）：分布式数据分片，每个节点负责一部分槽（slot）。客户端需要支持集群协议（如redis-plus-plus）。
6. Redis6/7的新特性
Redis6：多线程I/O（但命令执行仍是单线程），SSL支持，RESP3协议，客户端缓存（Client-side caching）。
Redis7：更细粒度的持久化控制，例如AOF的微秒级时间戳，以及一些命令的改进。
对于C++客户端，需要选择支持这些特性的版本。