Redis 基础回顾：核心数据结构、持久化机制与单机部署

在深入哨兵模式高可用架构之前，必须牢固掌握 Redis 的基础能力。本章将系统梳理 Redis 的五大核心数据结构、两种持久化机制（RDB / AOF）以及标准单机部署流程，为后续的哨兵集群搭建与故障转移验证打下坚实基础。

2.1 五大核心数据结构

Redis 是一个键值对内存数据库，其“值”支持多种数据结构。理解这些结构的底层实现与适用场景，是正确设计缓存模型的前提。

数据结构	底层编码（主要）	典型命令	适用场景
String	int / embstr / raw	SET / GET / INCR / MSET	计数器、分布式锁、Session 缓存
Hash	ziplist / hashtable	HSET / HGET / HGETALL / HINCRBY	对象存储（用户信息、商品详情）
List	quicklist	LPUSH / RPUSH / LPOP / BRPOP	消息队列、时间线、最新列表
Set	intset / hashtable	SADD / SMEMBERS / SINTER / SUNION	标签系统、去重、共同好友
Sorted Set	ziplist / skiplist + dict	ZADD / ZRANGE / ZREVRANGE / ZSCORE	排行榜、延迟队列、限流滑动窗口

2.2 持久化机制：RDB 与 AOF

Redis 是内存数据库，但通过持久化机制将数据写入磁盘，确保重启后数据可恢复。生产环境通常根据数据安全等级选择 RDB、AOF 或两者混合。

2.2.1 RDB（快照持久化）

• 原理： 按时间间隔生成全量二进制快照文件（dump.rdb）。
• 触发方式： 手动 SAVE（同步阻塞）、BGSAVE（fork 子进程异步写）、自动配置（如 save 900 1）。
• 优点： 文件紧凑，恢复速度快，适合全量备份与灾难恢复。
• 缺点： 可能丢失两次快照间的数据；fork 子进程在内存量大时可能造成毫秒级卡顿。

2.2.2 AOF（追加文件持久化）

• 原理： 将每次写操作以 Redis 协议格式追加到 appendonly.aof 文件。
• 刷盘策略：
  • always：每次写操作都 fsync，最安全但性能最差。
  • everysec：每秒 fsync，兼顾性能与安全（生产推荐）。
  • no：由操作系统决定刷盘，性能最好但丢失风险最大。
• 优点： 数据丢失少（最多 1 秒数据），可读性好。
• 缺点： 文件体积大，恢复速度慢于 RDB。

2.2.3 混合持久化（Redis 4.0+）

结合 RDB 与 AOF 的优点：AOF 重写时直接将当前内存数据生成为 RDB 格式写入 AOF 文件头部，后续增量写操作继续以 AOF 格式追加。重启时先加载 RDB 部分再回放增量 AOF，兼顾快速恢复与低数据丢失。

2.3 单机部署与基础配置

哨兵模式基于主从复制，而主从复制又依赖单机实例的正确配置。以下演示在 Linux 环境下的标准单机部署步骤。

2.3.1 安装与启动

# 下载并编译（以 Redis 7.2 为例）
wget https://download.redis.io/releases/redis-7.2.4.tar.gz
tar xzf redis-7.2.4.tar.gz
cd redis-7.2.4
make -j$(nproc)

# 复制二进制与配置文件
sudo cp src/redis-server src/redis-cli /usr/local/bin/
sudo cp redis.conf /etc/redis/6379.conf

# 启动实例
redis-server /etc/redis/6379.conf

2.3.2 核心配置项（redis.conf）

配置项	推荐值	说明
daemonize	yes	后台守护进程运行
port	6379	监听端口
bind	0.0.0.0	生产环境应绑定内网 IP
requirepass	your_strong_password	设置访问密码
save	save 900 1 / save 300 10 / save 60 10000	RDB 自动触发策略
appendonly	yes	开启 AOF
appendfsync	everysec	AOF 刷盘策略
maxmemory	80% 物理内存	避免 OOM，需配合淘汰策略
maxmemory-policy	allkeys-lru	缓存场景常用淘汰策略

2.3.3 验证单机实例

# 连接 Redis
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a your_password

# 基础操作验证
127.0.0.1:6379> PING
PONG
127.0.0.1:6379> SET course "Redis Sentinel"
OK
127.0.0.1:6379> GET course
"Redis Sentinel"

# 查看持久化状态
127.0.0.1:6379> INFO persistence
# Persistence
loading:0
rdb_bgsave_in_progress:0
rdb_last_save_time:1700000000
aof_enabled:1
aof_rewrite_in_progress:0

2.4 本章小结

• 数据结构： 掌握 String、Hash、List、Set、Sorted Set 的底层编码与命令，是设计缓存 key 的基础。
• 持久化： RDB 适合备份与快速恢复，AOF 适合低数据丢失场景，混合持久化是生产环境的最佳实践。
• 单机部署： 正确配置 requirepass、maxmemory、appendfsync 等参数，是后续搭建主从与哨兵集群的前提。