redis

string

采用预分配的方式减少内存的频繁分配，实际空间会大于实际字符串长度。SDS(Simple Dynamic String)

list

redis在底层存储的list不是简单的linkedlist，而是称之为快速链表的quicklist。首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist，也称之为压缩列表，它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存。当数据量较多时才会改成quicklist。因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间，而且会家中内存的碎片化。quicklist也就是将多个ziplist使用双向指针串起来，既能满足快速插入删除的性能，又不会出现太大的空间冗余。

hash

redis中的hash和java的HashMap是一致的，数组+链表，第一维数组位置碰撞就会将元素通过链表串起来(不过redis会有新旧两个)。不过redis的hash只能存储字符串，而且在rehash时会通过渐进式rehash同时保留新旧两个hash结构，查询时会同时查询两个hash结构。目的是rehash操作比较耗时，为了不阻塞服务。

zset

内部value是唯一的，每个value有一个score，代表这个value的排序权重，内部通过跳跃列表实现。

分布式锁

不推荐。setnx(不存在才会插入) + ex(超市时间),还要注意值必须是随机数或者当前时间纳秒，释放锁时通过lua脚本对值进行判断然后删除。

if redis.call("get", KEY[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del", KEYS[1])

不推荐去实现redis可重入锁。

消息队列

通过blpop(阻塞读)实现简单的消息队列。如果一直没有消息，服务端会断开连接，所以实现时还要注意捕获异常，还要重试。

延时队列

(DelayQueue/ScheduledThreadPoolExecutor)redis的延时队列可以通过zset实现。设置scope为到期时间，多线程轮训获取到期的value，通过zrem判断最终得到value的线程是哪个。

位图

setbit key offset value
getbit key offset
bitcount key start end 统计1的数量
bitpos key bit start end 范围内第一个指定的bit
此处的start和end必须是8的倍数！
bitfield

HyperLogLog

不精确的去重计数方案。
pfadd/pdcount/pfmerge
redis进行了优化，在计数较小时采用稀疏矩阵存储，计数较大时转变成稠密矩阵，占用12k空间。12k是因为redis使用了16384个桶，每个桶的maxbits需要6个bits来存储，2^14*6/8=12k。

布隆过滤器 BloomFilter

需要使用插件安装。通过多个hash函数保证了不存在肯定是正确的，判断存在的话有一定误判率。为了保证误判率，需要考虑好初始大小和误判率两个参数。
bf.add 添加元素 bf.madd
bf.exists 查询元素是否存在 bf.mexists

限流

通过zset的score保留一个时间窗口，value保证不重复即可。

漏斗限流

redis-cell模块
cl.throttle key capacity count time quota
capacity初始容量
count/time漏水速率
quota默认1

geohash

redis中经纬度使用52位的整数进行编码，放进来zset中，value是元素的key，score是geohash的52位整数值。
geoadd key lon lat value 添加一个坐标
geodist key value1 value2 unit(km) 计算两个坐标距离
geopos key value 返回经纬度坐标
georadiusbymember key value 20 km count 3 asc 返回指定值最近20km内最近的3个坐标(包含value自身)
georadius 查询指定坐标附近的点。

Stream

不推荐PubSub。在5.0推出Stream。

压缩

过期

redis会将所有设置了过期时间的key放入一个独立的map，然后通过定时遍历删除过期的key。定时遍历的算法描述如下：

1. 从过期map中随机20个key
2. 删除当中过期的key
3. 如果过期key比例超过1/4就重复步骤1
   所以在客户端访问某个key的时候需要首先判断该key是否过期，已经过期就删除。