Redis 七阶段学习路线

1. 路线定位

这份文档用于记录 Redis 从入门部署到生产实践、源码理解的完整学习路线。后续学习建议按阶段推进，不要跳着学。

学习目标不是“会敲 Redis 命令”，而是达到下面几个能力：

  • 能独立部署 Redis 单机、Sentinel 和 Cluster。
  • 能解释 Redis 核心机制，而不是只背配置。
  • 能做故障演练，并根据日志和命令定位问题。
  • 能把 Redis 正确接入 Java 业务系统。
  • 能做容量评估、性能压测和生产运维方案。
  • 能读懂关键源码机制，理解 Redis 为什么这样设计。

2. 总体阶段

阶段 名称 核心目标 完成后的水平
第 1 阶段 单机认知 理解 Redis 单实例部署、配置、持久化、内存和性能基础 会部署、会配置、会基础排查
第 2 阶段 高可用阶段 理解主从复制、Sentinel、自动故障转移 能搭建高可用 Redis
第 3 阶段 集群阶段 理解 Redis Cluster、分片、slot、故障转移、迁槽 能搭建三主三从集群
第 4 阶段 线上问题排查与运维治理 掌握 big key、hot key、慢查询、延迟、内存、连接等生产问题 能守 Redis
第 5 阶段 Java 工程接入与缓存架构 掌握客户端配置、缓存一致性、分布式锁、缓存问题治理 能把 Redis 用对
第 6 阶段 容量评估与性能压测 掌握容量规划、压测、扩缩容、资源评估 能做 Redis 技术方案
第 7 阶段 源码与底层机制 理解 Redis 内部数据结构、事件模型、持久化、复制、Cluster 实现 接近专家级理解

完成前三个阶段后，可以认为具备 Redis 中级偏上的部署和架构基础。真正走向资深，需要继续补第 4 到第 7 阶段。

3. 第 1 阶段：单机认知

对应目录：

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docs/01-单机认知/

核心目标：

  • 理解 Redis 是内存数据库。
  • 掌握 Redis 单机部署、配置文件、日志、数据目录。
  • 理解 RDB、AOF、混合持久化。
  • 理解过期删除、内存淘汰、慢查询、大 key、热 key 的基础概念。
  • 能使用 redis-cli、info、slowlog、memory 等命令排查基础问题。

必须掌握：

  • redis.conf 关键配置。
  • requirepass、bind、protected-mode。
  • RDB 和 AOF 的区别。
  • maxmemory 和 maxmemory-policy。
  • Redis 为什么快，什么时候会慢。
  • 单机 Redis 的容量和性能边界。

必做实验：

  • 单机源码安装 Redis。
  • 使用 systemd 管理 Redis。
  • 开启 RDB 和 AOF，验证数据恢复。
  • 制造慢查询并用 slowlog 查看。
  • 制造大 key 并观察内存变化。
  • 从宿主机连接虚拟机 Redis。

过关标准：

  • 能独立部署一台 Redis。
  • 能解释 /etc/redis、/data/redis、/var/log/redis 的作用。
  • 能说明 RDB、AOF 的优缺点。
  • 能排查 Redis 启动失败和远程连接失败。

4. 第 2 阶段：高可用阶段

对应目录：

1
docs/02-高可用阶段/

核心目标：

  • 理解主从复制。
  • 理解 Sentinel 的故障检测和自动切换。
  • 理解 Redis 高可用能降低不可用时间，但不能保证零丢失。
  • 掌握客户端为什么要连接 Sentinel，而不是写死 master IP。

必须掌握：

  • replicaof 和 masterauth。
  • 全量复制和部分复制。
  • 复制延迟和数据丢失窗口。
  • Sentinel 的 S_DOWN、O_DOWN、quorum、多数派。
  • failover 期间业务为什么会短暂失败。

必做实验：

  • 搭建 1 master + 2 replica。
  • 搭建 3 个 Sentinel。
  • 停止 master，观察 Sentinel 自动切换。
  • 恢复旧 master，观察它重新变成 replica。
  • 使用 sentinel get-master-addr-by-name 查询当前 master。

过关标准：

  • 能独立部署 Redis Sentinel 高可用环境。
  • 能解释主从复制和 Sentinel 的职责边界。
  • 能通过日志说明一次 failover 的完整过程。
  • 能说明 Java 客户端为什么不能写死 Redis master IP。

5. 第 3 阶段：集群阶段

对应目录：

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docs/03-集群阶段/

核心目标：

  • 理解 Redis Cluster 的分片机制。
  • 掌握 16384 个 slot 和 key 映射关系。
  • 理解 MOVED、ASK、CROSSSLOT。
  • 掌握三主三从集群部署。
  • 掌握 master 故障转移和迁槽。

必须掌握：

  • cluster-enabled yes。
  • cluster-announce-ip。
  • 6379 和 16379 的区别。
  • redis-cli --cluster create。
  • cluster info、cluster nodes、cluster slots。
  • hash tag 的正确使用方式。

必做实验：

  • 使用 6 台机器搭建三主三从集群。
  • 写入 key，观察 slot 分布。
  • 不加 -c 观察 MOVED。
  • 制造 CROSSSLOT，并用 hash tag 解决。
  • 停止一个 master，观察 replica 自动提升。
  • 执行少量 slot 迁移。

过关标准：

  • 能独立部署 Redis Cluster。
  • 能解释 Cluster 和 Sentinel 的区别。
  • 能说明客户端为什么必须使用 Cluster 模式。
  • 能完成故障转移和迁槽实验。

6. 第 4 阶段：线上问题排查与运维治理

建议目录：

1
docs/04-线上问题排查与运维治理/

核心目标：

  • 从“会搭 Redis”进入“能守 Redis”。
  • 掌握生产 Redis 常见问题的发现、定位和处理。
  • 建立监控、告警、巡检、备份、恢复和故障演练意识。

必须掌握：

  • big key 发现与治理。
  • hot key 发现与治理。
  • 慢查询和阻塞命令排查。
  • 延迟抖动分析。
  • 内存打满、淘汰、碎片率分析。
  • AOF rewrite、RDB fork、COW 对性能的影响。
  • 连接数暴涨和客户端超时排查。
  • Redis 监控指标和告警规则。

必做实验：

  • 制造 big key，并用 --bigkeys、memory usage 分析。
  • 制造 hot key，观察单节点压力。
  • 制造慢查询并分析 slowlog。
  • 使用 latency doctor 分析延迟。
  • 配置 maxmemory，观察淘汰策略。
  • 模拟连接数暴涨。
  • 制定一份 Redis 巡检清单。

过关标准：

  • 能定位 Redis 慢是服务端问题、网络问题还是客户端问题。
  • 能处理 big key、hot key、内存打满、连接数异常。
  • 能设计基本监控告警项。
  • 能写出 Redis 故障排查 SOP。

7. 第 5 阶段：Java 工程接入与缓存架构

建议目录：

1
docs/05-Java工程接入与缓存架构/

核心目标：

  • 从“Redis 会部署”进入“Redis 能被业务正确使用”。
  • 掌握 Java 客户端配置、连接池、超时、重试和拓扑刷新。
  • 掌握缓存架构中的典型问题和解决方案。

必须掌握：

  • Lettuce、Redisson、Jedis 的定位和差异。
  • 单机、Sentinel、Cluster 三种连接模式。
  • 连接池、超时、重试、读写分离。
  • 缓存穿透、击穿、雪崩。
  • 缓存一致性和 Cache Aside。
  • 分布式锁的正确使用边界。
  • Lua 脚本和 Pipeline。
  • Redis 在排行榜、计数器、限流、会话、幂等等场景中的设计方式。

必做实验：

  • Java 连接单机 Redis。
  • Java 连接 Sentinel。
  • Java 连接 Cluster。
  • 模拟 Redis failover，观察客户端恢复过程。
  • 实现缓存穿透保护。
  • 实现热点 key 互斥重建。
  • 实现一个 Redisson 分布式锁案例。
  • 实现 Lua 原子扣减库存实验。

过关标准：

  • 能正确配置 Java Redis 客户端。
  • 能解释连接池过大或过小的风险。
  • 能设计缓存一致性方案。
  • 能说明分布式锁不能解决哪些问题。
  • 能避免把 Redis 当数据库滥用。

8. 第 6 阶段：容量评估与性能压测

建议目录：

1
docs/06-容量评估与性能压测/

核心目标：

  • 从“会用 Redis”进入“能做 Redis 技术方案”。
  • 掌握容量规划、节点规划、压测方法和扩缩容策略。

必须掌握：

  • key 数量和 value 大小估算。
  • 内存容量、安全水位和增长趋势。
  • QPS、RT、P95、P99、带宽、CPU 的关系。
  • redis-benchmark 的使用边界。
  • Pipeline 对吞吐和延迟的影响。
  • Cluster 节点数规划。
  • replica 数量规划。
  • 持久化策略对性能的影响。
  • 扩容、缩容、迁槽和数据迁移。

必做实验：

  • 用 redis-benchmark 压测不同 value 大小。
  • 对比普通写入和 Pipeline 写入。
  • 观察 CPU、内存、网络带宽变化。
  • 估算 1000 万 key 的内存占用。
  • 给一个业务场景设计 Redis 节点规模。
  • 模拟 Cluster 扩容和迁槽。

过关标准：

  • 能根据业务 QPS 和数据量估算 Redis 资源。
  • 能设计 Redis Cluster 节点规模。
  • 能说明压测数据和真实业务流量的差距。
  • 能写出 Redis 容量评估文档。

9. 第 7 阶段：源码与底层机制

建议目录：

1
docs/07-源码与底层机制/

核心目标：

  • 从“会部署、会排查、会设计”进入“理解 Redis 为什么这样实现”。
  • 重点看核心路径，不追求一开始读完整个源码。

必须掌握：

  • SDS。
  • dict。
  • listpack。
  • skiplist。
  • quicklist。
  • 事件循环。
  • IO 多路复用。
  • 命令执行流程。
  • RDB 和 AOF 实现。
  • AOF rewrite。
  • 主从复制 PSYNC。
  • Sentinel 故障判断。
  • Cluster gossip、slot、failover。
  • 过期删除和内存淘汰。
  • lazyfree。

建议阅读顺序：

1
2
3
4
5
6
7
8
数据结构
  -> 命令执行流程
  -> 网络事件模型
  -> 持久化
  -> 复制
  -> Sentinel
  -> Cluster
  -> 内存管理和淘汰

必做实验：

  • 对照源码理解 String、Hash、ZSet 的底层结构。
  • 跟踪一次 Redis 命令执行流程。
  • 跟踪一次 RDB 生成流程。
  • 跟踪一次 AOF rewrite 流程。
  • 跟踪一次主从复制握手流程。
  • 跟踪一次 Cluster MOVED 返回流程。

过关标准：

  • 能从源码角度解释 Redis 为什么快。
  • 能解释 Redis 单线程模型的真实含义。
  • 能解释 RDB、AOF、复制、Cluster 的核心实现流程。
  • 遇到复杂问题时，知道应该去源码哪个模块找答案。

10. 推荐学习顺序

建议严格按下面顺序推进：

1
2
3
4
5
6
7
01 单机认知
  -> 02 高可用阶段
  -> 03 集群阶段
  -> 04 线上问题排查与运维治理
  -> 05 Java 工程接入与缓存架构
  -> 06 容量评估与性能压测
  -> 07 源码与底层机制

不要过早进入源码。前三阶段解决部署和架构基础，第四到第六阶段解决生产实践，第七阶段再回到源码，理解会更稳。

11. 最终能力定位

如果只完成前三阶段：

1
2
Redis 中级偏上
具备部署、基础架构和实验环境排查能力

如果完成前五阶段：

1
2
Redis 高级应用能力
能在 Java 业务系统中正确设计和使用 Redis

如果完成前六阶段：

1
2
Redis 生产方案能力
能做容量评估、压测、扩缩容和生产治理

如果完成全部七阶段：

1
2
Redis 高级工程师到专家入门水平
具备部署、排查、架构、容量、客户端和源码综合能力

真正的专家水平还需要持续积累线上故障经验、业务架构经验和源码级问题定位经验。