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Redis是一款基于内存的键值NoSQL，常用于缓存、计数、排行榜、分布式锁和消息队列等。支持字符串、哈希、列表、集合、有序集合等核心数据结构，5.0 新增 Streams。单线程通过 IO 多路复用和内存操作实现高吞吐，持久化提供 RDB、AOF 与混合模式；过期采用惰性+定时扫描，淘汰策略包括 noeviction、volatile‑lru、allkeys‑lfu 等。高可用可通过 Sentinel 实现自动故障转移，或使用 Cluster 进行分片。文中还说明了 setnx/SET NX 实现分布式锁、watch 乐观锁以及主从同步机制。
本文系统阐述了Redis的关键特性与实践。首先介绍Redis Cluster 的优势在于突破单机内存、并发与流量瓶颈，实现负载均衡，但批量操作、事务、多库及多层复制受限。随后解析hash、zset 两大数据结构的底层实现：当键值数量少且长度短时采用压缩列表（ziplist），否则使用哈希表（dict）或跳跃表（skiplist），并说明 dict 的渐进式 rehash 机制。最后给出 Redis 在分布式场景下的典型应用——基于键值存储的 Session 共享以及分布式锁的实现思路，强调利用 setnx+expire 等原子指令保证安全可靠。
消息队列用于解耦、异步、削峰；生产者‑消费者通过共享队列实现，可用wait/notify、Lock或BlockingQueue。顺序消费通过同键落在同一分区或队列保证。防止丢失依赖持久化、ACK/confirm、复制和手动提交offset；防重复通过唯一ID或幂等。失败时采用死信队列重试。推模式适实时广播，拉模式适按需获取。RabbitMQ强调可靠性实时性，Kafka强调高吞吐。
es 在大规模数据（十亿级）下的查询性能主要依赖 OS 缓存；因此应让索引文件尽量能放入内存。可通过减少写入字段、将非检索数据迁至 MySQL/HBase、对热点数据预热、冷热分离（热、冷数据分别建索引并分配节点）来降低磁盘访问。文档模型要在写入时完成关联，避免在 ES 中使用 join、nested、parent‑child 等高开销操作。分页应避免深度分页，改用 scroll 或 search_after 逐页获取快照。上述措施综合使用，可显著提升 ES 在海量数据下的查询效率。
Redis 支持丰富数据结构（string、hash、list、set、zset），原生集群、单线程+IO 多路复用实现高效。采用定期+惰性过期、maxmemory‑policy 多种淘汰策略。主从复制实现读写分离，Sentinel 负责监控、故障转移。持久化提供 RDB 快照和 AOF 日志，各有优缺点，常组合使用。Cluster 模式通过 16384 slot、一致性哈希和 gossip 协议实现水平扩展和高可用，支持多 master 多 slave。
消息队列解决解耦、异步、削峰填谷，常用点对点和发布/订阅模式。选型关注顺序、伸缩、留存、容错、可靠性、时序、吞吐、路由等。Kafka 吞吐高、持久可靠但全局有序和延时受限；RabbitMQ 路由灵活、支持定时消息，性能一般且学习成本高；Pulsar 计算存储分离，支持无缝扩容、跨地域复制和延时消息，架构较复杂；RocketMQ 提供顺序队列、P2P 与 Pub/Sub，可靠性高、协议丰富，社区活跃度一般。依据业务流量、可靠性和扩展需求选择合适实现。
Redis 通过在内存中缓存 DB 数据，提高读写性能，但不当设计会出现三大问题： 1）缓存击穿：热点数据在高并发下刚好失效，所有请求冲击 DB。解决方案包括不设过期或加随机过期、预热热点、使用分布式锁防止并发 DB 读取。 2）缓存穿透：查询不存在的键，每次都落库。可在 DB 未命中时缓存空值，或使用布隆过滤器在查询前拦截不存在的键。 3）缓存雪崩：大量键同时间失效或 Redis 故障导致请求全部落库。防止措施有给过期时间加随机值、接口限流、服务熔断，以及构建 Redis 哨兵/Cluster 高可用集群。 通过上述策略，可保障缓存的高可用性，避免对后端数据库造成冲击。
Redis 常用于实现分布式锁，可靠的锁应具备互斥、超时释放、可重入、高性能、高可用和安全性。文中系统梳理了七种实现方式：① SETNX + EXPIRE，操作不原子易导致死锁；② SETNX + 时间戳值，需客户端时间同步且仍缺唯一标识；③ Lua 脚本一次性完成 SETNX 与 EXPIRE，保证原子性；④ SET EX PX NX 直接原子加锁；⑤ 在 value 中存唯一随机标识并用 Lua 脚本校验后删除，防止误删；⑥ Redisson 框架通过 watchdog 自动续期解决锁提前失效问题；⑦ Redlock 多节点算法，在多数 Redis master 上同时加锁并校时，提升跨节点的安全性。每种方案的优缺点和适用场景均有阐述。
Elasticsearch 7.x 通过废弃 TransportClient、统一使用 High‑level REST client、默认类型改为 _doc、分片数降至 1 等改动，提升了连接方式和资源占用。内部升级至 Lucene 8，加入 Weak‑AND、Intervals 查询以及更智能的集群协调与熔断机制，显著优化查询相关性和内存安全。本文系统演示了 ES7 的基本操作（索引、映射、文档的增删改查），以及高级特性包括地理坐标、动态映射、动态模板和 Query DSL 的全文、过滤与聚合用法，为 Java 开发者提供了从集群连接到复杂查询的完整实战指南。
Redis提供RDB快照（save同步、bgsave异步）和AOF日志（appendfsync策略、重写），并可开启混合持久化以加速重启。可用crontab实现定时备份。主从复制使用PSYNC，支持全量/增量同步和断点续传，并可配置只读从节点。Jedis示例展示连接池、Pipeline批量请求及Lua脚本实现原子操作。
