Redis: структуры данных и команды

↑ 4.1 Redis и MongoDB · → Следующая

Желательно~3 мин чтенияУровень: middle

Зачем это на собесе

Redis — не «просто кэш»: спрашивают структуры данных и то, какую задачу решает каждая.

Что такое Redis

Хранилище «ключ–значение» в оперативной памяти с богатыми структурами данных. Однопоточное выполнение команд (ввод-вывод в новых версиях многопоточный): операции атомарны, задержки — доли миллисекунды. Порт 6379, протокол RESP.

Структуры данных

Тип	Команды	Применение
String	SET, GET, INCR, SETEX, SETNX, MGET	кэш, счётчики, токены, блокировки
Hash	HSET, HGET, HGETALL, HINCRBY	объекты (профиль, сессия)
List	LPUSH, RPOP, BLPOP, LRANGE	очереди, последние N событий
Set	SADD, SISMEMBER, SINTER, SUNION	теги, уникальные значения, «кто онлайн»
Sorted Set	ZADD, ZRANGE, ZRANGEBYSCORE, ZINCRBY, ZRANK	рейтинги, приоритетные очереди, задержанные задачи
Stream	XADD, XREADGROUP, XACK	журнал событий, очереди
Bitmap	SETBIT, BITCOUNT	флаги активности
HyperLogLog	PFADD, PFCOUNT	приближённые уникальные (0.81% ошибки, 12 КБ)
Geo	GEOADD, GEOSEARCH	поиск рядом
JSON, Search, TimeSeries, Bloom	модули Redis Stack	документы, поиск, временные ряды

Примеры

SET user:42:name "Анна" EX 3600          # со сроком жизни
INCR page:home:views                     # атомарный счётчик
HSET user:42 name "Анна" city "Москва" plan "pro"
HGETALL user:42
LPUSH queue:emails "job1"; BRPOP queue:emails 5
SADD online:2026-09-30 42 43; SCARD online:2026-09-30
ZADD leaderboard 1500 "anna" 1320 "boris"
ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES     # топ-10
PFADD visitors:2026-09-30 "u1" "u2"; PFCOUNT visitors:2026-09-30

Ключи

• имена с префиксами: app:entity:id:field (shop:cart:42);
• не используйте KEYS * на проде (блокирует): применяйте SCAN с курсором;
• срок жизни: EXPIRE key sec, TTL key, PERSIST;
• удаление больших ключей: UNLINK (асинхронно) вместо DEL.

Транзакции и скрипты

• MULTI / EXEC: пакет команд выполняется последовательно без вмешательства (без отката при ошибке команды); WATCH для оптимистичной блокировки;
• Lua-скрипты (EVAL) и Functions: атомарное выполнение произвольной логики на сервере;
• pipelining: отправка нескольких команд без ожидания ответов (меньше задержек сети).

Сложность и большие структуры

Команды имеют сложность O(1), O(log n), O(n): следите за O(n) на больших коллекциях (HGETALL на огромном хэше, SMEMBERS, LRANGE 0 -1). Большие ключи (big keys) блокируют сервер и создают перекосы.

Использование из .NET

StackExchange.Redis: ConnectionMultiplexer (один на приложение), IDatabase, асинхронные методы, IServer.Keys (SCAN), ISubscriber.

var mux = await ConnectionMultiplexer.ConnectAsync("redis:6379");
var db = mux.GetDatabase();
await db.StringSetAsync("user:42:name", "Анна", TimeSpan.FromHours(1));
var name = await db.StringGetAsync("user:42:name");
await db.HashSetAsync("user:42", [new("name", "Анна"), new("plan", "pro")]);
long views = await db.StringIncrementAsync("page:home:views");

Вопросы с ответами

Почему Redis быстрый?

Данные в памяти, простые структуры, эффективная однопоточная модель без блокировок между потоками, мультиплексирование соединений (epoll), pipelining.

Чем плох KEYS *?

Это O(N) и блокирует единственный поток обработки команд; на больших базах вызывает простои. Используйте SCAN.

Какую структуру выбрать для рейтинга?

Sorted Set: ZADD / ZINCRBY для обновления, ZREVRANGE для топа, ZRANK для места пользователя, все за O(log n).