Redis培训课程体系（选修）

产品专题

专题一：Redis数据库管理基础
专题二：Redis持久化与数据安全
专题三：Redis高可用架构（哨兵模式）
专题四：Redis分布式集群（Cluster）
专题五：Redis性能优化与故障排查
专题六：Redis云服务与缓存设计

软件专题

专题七：Redis核心数据结构与命令开发
专题八：Redis Lua脚本与事务编程
专题九：Redis开发集成（Java/Python/Node.js）
专题十：Redis企业级缓存架构设计
专题十一：Redis消息队列与流数据处理
专题十二：Redis监控与运维自动化

专题一：Redis数据库管理基础

培训对象：

• 新入职的数据库管理员、系统运维人员

• 需要掌握Redis基础管理的开发人员

• 准备Redis认证的初级从业者

培训目标：
掌握Redis的安装配置、体系结构、日常管理操作，能够独立完成Redis实例的启动关闭、配置文件修改、基础命令使用等运维任务。

培训内容：

1. Redis发展历程与定位：内存数据库特点、与关系型数据库对比、典型应用场景（缓存/计数器/会话存储）

2. Redis版本演进：社区版与商业版差异、版本特性对比、生产环境选型建议

3. 安装部署：Linux/Windows环境安装、源码编译、Docker化部署、配置文件（redis.conf）详解

4. 体系架构：单线程模型、多线程IO（6.0+）、事件处理机制、内存数据结构

5. 数据类型基础：String、Hash、List、Set、Sorted Set的基本特性

6. 服务器管理：redis-server启动、redis-cli连接、远程连接配置、密码认证

7. 配置文件核心参数：daemonize、port、bind、requirepass、maxmemory等

8. 日志管理：日志级别设置、日志文件配置、慢查询日志分析

9. 客户端工具：redis-cli常用命令、批量操作、监控命令（info/monitor）

10. 数据库操作：select切换、dbsize查看、keys/scan遍历、flushdb/flushall

11. 内存管理：maxmemory设置、内存淘汰策略（LRU/LFU/TTL）配置

12. 综合实战：从零搭建Redis环境并完成日常管理任务

专题二：Redis持久化与数据安全

培训对象：

• 数据库管理员、系统运维人员

• 需要保障数据安全的开发人员

• 负责灾备恢复的技术人员

培训目标：
掌握Redis持久化机制的核心原理与配置方法，能够根据业务场景选择合适的持久化策略，保障数据安全与快速恢复。

培训内容：

1. 持久化概述：Redis作为内存数据库的持久化必要性、RDB与AOF对比

2. RDB持久化原理：快照生成机制、save/bgsave命令、触发条件配置

3. RDB文件结构：文件格式分析、文件压缩、文件损坏修复

4. RDB配置优化：save参数设置、stop-writes-on-bgsave-error、rdbcompression

5. AOF持久化原理：日志追加机制、写回策略（always/everysec/no）

6. AOF文件重写：rewrite机制、触发条件、重写对性能影响

7. AOF文件损坏修复：redis-check-aof工具使用

8. 混合持久化（Redis 4.0+）：RDB+AOF混合模式优势、配置方法

9. 备份策略设计：全量备份与增量备份、备份周期规划、异地备份

10. 恢复演练：RDB恢复、AOF恢复、混合模式恢复、数据一致性验证

11. 数据安全加固：requirepass配置、rename-command高危命令禁用

12. 综合实战：配置混合持久化并模拟故障恢复

专题三：Redis高可用架构（哨兵模式）

培训对象：

• 数据库管理员、系统架构师

• 需要设计高可用方案的运维负责人

• 准备Redis高级认证的从业者

培训目标：
掌握Redis哨兵模式的架构原理与部署方法，能够搭建和管理高可用Redis集群，理解故障检测与自动转移机制。

培训内容：

1. 主从复制原理：全量同步与增量同步、复制偏移量、无盘复制

2. 主从架构搭建：一主多从配置、从节点只读设置、复制安全性

3. 复制监控：info replication查看、复制延迟分析、断线重连机制

4. 哨兵模式架构：哨兵节点角色、监控与通知、故障检测机制

5. 哨兵配置详解：sentinel.conf核心参数（monitor/down-after-milliseconds/failover-timeout）

6. 主观下线与客观下线：SDOWN与ODOWN判定条件、quorum机制

7. 领导者选举：Raft协议在哨兵中的应用、选举触发条件

8. 故障转移流程：主节点选举、从节点提升、配置更新、客户端重连

9. 哨兵集群部署：多哨兵节点部署、避免单点故障

10. 客户端连接：哨兵模式连接方式、客户端故障感知与重试

11. 运维管理：手动故障转移（sentinel failover）、节点增减、配置更新

12. 综合实战：搭建一主二从三哨兵架构并验证自动故障转移

专题四：Redis分布式集群（Cluster）

培训对象：

• 高级数据库管理员、系统架构师

• 需要处理海量数据扩展的运维负责人

• 准备Redis高级认证的从业者

培训目标：
掌握Redis Cluster的核心原理与部署方法，能够搭建和管理分布式集群，理解数据分片机制，实现水平扩展。

培训内容：

1. 集群架构设计：去中心化架构、Gossip协议、节点握手与通信

2. 数据分片机制：哈希槽（16384个槽）、槽分配算法、键分布计算

3. 节点角色：主节点与从节点、副本迁移、故障转移

4. 集群部署规划：节点数量建议、端口规划、物理资源评估

5. 集群搭建：redis-trib.rb工具使用、redis-cli --cluster命令、手动配置

6. 槽迁移与再平衡：reshard操作、槽迁移对性能影响、手动触发均衡

7. 客户端路由：MOVED重定向、ASK重定向、Smart Client实现

8. 集群伸缩：节点添加流程、节点下线流程、数据迁移

9. 故障检测：PFail与Fail判定、节点超时机制、集群脑裂处理

10. 集群运维：cluster info/cluster nodes查看、节点日志分析

11. 集群备份恢复：集群级别备份、槽与数据一致性保障

12. 综合实战：搭建六节点三主三从集群并验证故障转移

专题五：Redis性能优化与故障排查

培训对象：

• 资深数据库管理员、性能优化工程师

• 应用开发人员需要优化Redis性能

• 负责故障排查的技术人员

培训目标：
掌握Redis性能优化的方法与工具，能够进行慢查询分析、内存优化、网络延迟排查，快速定位并解决性能问题。

培训内容：

1. 性能优化方法论：性能基线、瓶颈识别、全链路优化

2. 慢查询分析：slowlog配置、慢查询命令识别、优化建议

3. 内存优化策略：数据结构内存占用分析、ziplist/intset编码优化

4. big key问题：查找big key、拆分策略、异步删除（unlink）

5. 热点key处理：热点识别、本地缓存缓存、读写分离

6. 连接数管理：maxclients设置、连接池配置、客户端异常排查

7. 网络延迟优化：ping延迟测试、TCP参数调优、内网连接优化

8. 命令复杂度优化：时间复杂度分析、避免高耗时命令（keys/hgetall）

9. 内存碎片整理：碎片率监控、自动整理配置、手动整理触发

10. 阻塞原因排查：慢命令阻塞、fork阻塞（bgsave/bgrewriteaof）、AOF同步阻塞

11. 故障场景演练：内存打满、连接数耗尽、主从延迟

12. 综合实战：诊断Redis性能瓶颈并实施优化方案

专题六：Redis云服务与缓存设计

培训对象：

• 云架构师、DevOps工程师

• 需要将Redis部署到云环境的技术人员

• 缓存架构设计者

培训目标：
掌握云上Redis服务（阿里云Redis/腾讯云Redis/AWS ElastiCache）的使用与管理，能够设计合理的缓存架构，避免常见缓存问题。

培训内容：

1. 云Redis服务概览：阿里云Redis、腾讯云Redis、AWS ElastiCache、Azure Cache for Redis对比

2. 云上实例创建：规格选择（内存型/混合存储型）、网络配置、白名单设置

3. 云Redis高可用架构：主备版、集群版、读写分离版选型

4. 自动备份与恢复：云备份策略、时间点恢复、克隆实例

5. 监控与告警：云监控指标（命中率/连接数/内存）、告警规则配置

6. 缓存架构设计：缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩定义与解决方案

7. 缓存穿透应对：空值缓存、布隆过滤器（Bloom Filter）原理与实现

8. 缓存击穿应对：互斥锁（Mutex）、热点数据永不过期

9. 缓存雪崩应对：过期时间随机化、多级缓存架构

10. 缓存一致性：先删缓存后更新、延时双删、binlog监听同步

11. 本地缓存与分布式缓存结合：Caffeine/Guava + Redis二级缓存

12. 综合实战：设计高并发商品详情页缓存方案

专题七：Redis核心数据结构与命令开发

培训对象：

• 软件开发工程师

• 需要熟练使用Redis数据结构的开发人员

• 系统架构师

培训目标：
掌握Redis核心数据结构的底层原理与命令使用，能够根据业务场景选择合适的数据结构，编写高效的Redis操作。

培训内容：

1. String数据结构：底层SDS实现、常用命令（set/get/mset/incr/decr）、应用场景（计数器/分布式锁）

2. Hash数据结构：底层ziplist/hashtable实现、常用命令（hset/hget/hmset/hincrby）、应用场景（对象存储/用户信息）

3. List数据结构：底层ziplist/linkedlist实现、常用命令（lpush/rpop/lrange/llen）、应用场景（消息队列/最新消息）

4. Set数据结构：底层intset/hashtable实现、常用命令（sadd/smembers/sinter/sunion）、应用场景（标签/关注关系）

5. Sorted Set数据结构：底层ziplist/skiplist实现、常用命令（zadd/zrangebyscore/zrevrange）、应用场景（排行榜/延时队列）

6. Bitmap位图：底层字符串位操作、常用命令（setbit/getbit/bitcount/bitop）、应用场景（用户签到/活跃统计）

7. HyperLogLog基数统计：原理、常用命令（pfadd/pfcount/pfmerge）、应用场景（UV统计）

8. GEO地理空间：底层Sorted Set实现、常用命令（geoadd/georadius/geodist）、应用场景（附近的人）

9. Stream流数据结构：消息队列实现、常用命令（xadd/xread/xgroup）、消费组管理

10. 管道技术（Pipeline）：批量命令发送、性能提升原理

11. 事务与乐观锁：MULTI/EXEC/DISCARD、WATCH实现CAS

12. 综合实战：使用多种数据结构实现电商购物车功能

专题八：Redis Lua脚本与事务编程

培训对象：

• 数据库开发工程师

• 需要编写复杂原子操作的开发人员

• 系统架构师

培训目标：
掌握Redis Lua脚本编程技术，能够编写原子性操作的脚本，实现复杂业务逻辑的封装，理解事务与脚本的适用场景。

培训内容：

1. Lua脚本基础：Lua语法入门、数据类型、控制结构、函数定义

2. Redis Lua集成：EVAL/EVALSHA命令、脚本加载、脚本缓存

3. 原子性保证：脚本执行原子性、与事务对比、适用场景

4. 脚本参数传递：KEYS与ARGV数组使用、动态参数处理

5. 访问Redis API：redis.call()与redis.pcall()区别、错误处理

6. 脚本调试：redis-cli --ldb调试模式、日志输出

7. 随机性与写入：随机命令处理、脚本复制机制

8. 超时与死循环：lua-time-limit配置、脚本终止

9. 事务命令：MULTI/EXEC实现、乐观锁（WATCH）使用

10. 事务与脚本对比：适用场景分析、性能对比

11. 分布式锁实现：SETNX+EXPIRE原子操作、RedLock算法

12. 综合实战：使用Lua脚本实现库存扣减原子操作

专题九：Redis开发集成（Java/Python/Node.js）

培训对象：

• Java/Python/Node.js开发工程师

• 全栈开发人员

• 需要连接Redis的应用开发者

培训目标：
掌握Java/Python/Node.js连接Redis的技术，能够进行数据操作、连接池配置、序列化处理，开发高效的缓存应用。

培训内容：

1. Java客户端选型：Jedis、Lettuce、Redisson对比与选型建议

2. Jedis开发：JedisPool配置、基础操作、管道使用

3. Lettuce开发：异步驱动、响应式编程、连接池配置

4. Redisson特性：分布式对象、分布式锁、分布式集合

5. Spring Data Redis集成：RedisTemplate配置、序列化方式（Jackson/JDK/JSON）

6. Spring Cache整合：@Cacheable/@CacheEvict/@CachePut使用、缓存管理器配置

7. Python客户端：redis-py安装、连接池配置、管道使用

8. Python高级特性：发布订阅、Lua脚本调用、异步操作（aioredis）

9. Node.js客户端：ioredis/node-redis安装、连接配置

10. Node.js高级特性：集群连接、发布订阅、事件监听

11. 序列化与压缩：protobuf/MessagePack应用、value压缩策略

12. 综合实战：使用Spring Boot开发REST API整合Redis缓存

专题十：Redis企业级缓存架构设计

培训对象：

• 系统架构师、技术负责人

• 需要设计企业级缓存方案的技术人员

• 高并发系统设计者

培训目标：
掌握企业级缓存架构设计方法，能够设计多级缓存、分布式缓存、缓存策略，保障高并发场景下的系统稳定性。

培训内容：

1. 缓存架构演进：单机缓存→分布式缓存→多级缓存架构

2. 多级缓存设计：本地缓存（Caffeine/Guava）+分布式缓存（Redis）

3. 缓存更新策略：Cache-Aside、Read-Through、Write-Through、Write-Behind

4. 缓存一致性方案：最终一致性、强一致性场景处理

5. 分布式缓存数据分片：一致性哈希原理、虚拟节点、数据倾斜处理

6. 缓存高可用：哨兵模式与集群模式选型、跨机房部署

7. 缓存穿透防御：布隆过滤器（Redis Bloom模块）、空值缓存

8. 缓存击穿防护：互斥锁、热点数据预加载

9. 缓存雪崩防护：过期时间随机化、熔断降级、本地缓存兜底

10. 大key解决方案：拆分策略、异步加载、压缩存储

11. 热点key解决方案：本地缓存、随机节点读取、读写分离

12. 综合实战：设计支撑百万QPS的商品详情页缓存架构

专题十一：Redis消息队列与流数据处理

培训对象：

• 系统架构师、开发工程师

• 需要使用Redis实现消息队列的技术人员

• 实时数据处理开发者

培训目标：
掌握Redis消息队列的实现方式，熟练使用List、Pub/Sub、Stream等机制，设计可靠的消息通信方案。

培训内容：

1. List实现消息队列：LPUSH/RPOP阻塞式读取（BRPOP）、可靠性问题

2. 可靠队列设计：RPOPLPUSH备份队列、ACK确认机制

3. 发布订阅模式：PUBLISH/SUBSCRIBE、模式订阅（PSUBSCRIBE）

4. Pub/Sub缺陷：消息丢失、不支持持久化、消费者离线问题

5. Stream数据结构：消息ID生成、消息持久化、消费者组

6. Stream基本操作：XADD添加、XRANGE查询、XREAD读取

7. 消费者组：XGROUP创建、XREADGROUP读取、消息ACK

8. 消费确认与重新投递：XPENDING查看、XCLAIM转移

9. Stream监控：XINFO查看流和消费者组信息

10. 延时队列实现：Sorted Set存储、轮询处理

11. 消息队列选型对比：Redis Stream vs Kafka vs RabbitMQ

12. 综合实战：使用Redis Stream实现订单处理消息队列

专题十二：Redis监控与运维自动化

培训对象：

• 数据库运维工程师、SRE

• 监控系统建设人员

• 需要构建Redis自动化运维平台的工程师

培训目标：
掌握Redis监控体系与自动化运维工具，能够使用Prometheus、Grafana等构建监控平台，实现智能运维与自动化管理。

培训内容：

1. 监控指标体系：性能指标（命中率/命令数）、资源指标（内存/CPU/连接数）

2. INFO命令详解：Server/Clients/Memory/Persistence/Stats/Replication等分段信息

3. 内置监控工具：redis-benchmark、redis-cli --stat、redis-cli monitor

4. Prometheus集成：redis_exporter配置、指标采集、Grafana模板

5. 关键监控指标：内存使用率、键命中率、连接数、阻塞客户端

6. 告警配置：阈值设置、通知规则（内存超限/连接数超限/主从延迟）

7. 日志分析：慢查询日志采集、错误日志分析、安全事件监控

8. 自动化运维工具：Redis Cluster管理工具（redis-trib）、Sentinel管理

9. 部署自动化：使用Ansible实现Redis集群自动化部署

10. 扩容缩容自动化：槽迁移脚本、节点添加/下线自动化

11. 备份恢复自动化：定时备份脚本、备份验证、演练计划

12. 综合实战：使用Prometheus+Grafana搭建Redis监控平台

Redis认证体系汇总

认证说明：

• Redis官方认证由Redis（原Redis Labs）提供

• 认证价值：验证对Redis核心功能、数据结构、集群、性能优化的掌握程度

• 考试形式：在线监考，选择题+实操题，时长90分钟

• 认证准备：Redis University提供免费学习课程

Redis核心产品与技术特性

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