1. 数据类型

1.1 字符串SDS

struct sdshdr {
  //字符串末尾为一个空字节
  int len;
  //空间预分配：每一次扩容时，如果小于1M就分配len大小的空间给free，大于1M就分配1M
  //惰性空间释放：截断时，不释放buf空间，将空白的交给free
  int free;
  //buf保存二进制数据，二进制安全
  char[] buf;
}

1.2 链表

列表键的底层实现之一，此外，发布订阅，慢查询，监视器也会使用链表。

Quickest:压缩列表+指针。

1.3 字典

Redis的字典由两个哈希表组成，采用渐进式rehash

typedef struct dict {
  //针对不同类型的键值对，为创建多态字典使用
  dictType *type;
  void *privdata;
  //两个哈希表，用于渐进式rehash
  dictht ht[2];
  int trehashidx;//-1表示没有rehash
}

typedef struct dictht {
  dictEntry **table;//指向哈希节点
  unsigned long size;//表大小
  unsigned long sizemask;//用于计算索引值,size-1
  unsigned long used;//已有节点数量
}

typedef struct dictEntry {
  void *key;
  union {
    void *val;
    uint64_t u64;
    int64_t s64;
  }
  struct dictEntry *next;//解决哈希冲突
}

1.4 跳表

跳表层高为1-32之间的随机数。

1.5 整数集合

按照从小到大有序排列，且保证不重复。

typedef struct intset {
  uint32_t encoding;//有升级机制
  uint32_t length;
  int8_t contents[];
}

1.6 压缩列表

存个数，尾部，每个节点纪录上个节点的长度。

2. 单机数据库

2.1 过期设置

1. setnx适用于字符串，赋值+设置过期时间；
2. 通过过期字典来维护过期数据，可以采取定期删除与惰性删除相结合的方式，定期取一部分，判断是否需要删除，用的时候惰性判断；
3. RDB存储，写入或者AOF重写都会检查过期键，AOF存储不会检查；

2.2 持久化

1. RDB以压缩的二进制文件的方式快照存储，恢复迅速，但是会有间隔不一致性,快照存储过程中运用了多线程的cow技术；
2. AOF以指令追加的形式即时存储，恢复慢，一致性更高，但是也会有丢失，因为AOF是先存储在内存中的。

2.3 主从同步

1. 完整同步过程：从服务器发送SYNC命令，主服务器发送最新的RDB文件，并且发送缓存区保存的写命令；
2. 部分同步过程：维护一个偏移量与一个循环队列；
3. 无盘复制：主库不进行文件IO，而是在遍历过程中将快照直接同步给从库，从库存在自己的硬盘上，之后刷进自己的内存；
4. 心跳机制每秒向主服务器发一个偏移量，检测服务器连接状态以及丢失情况。

2.4 哨兵模式

1. 选举，拜占庭容错，投票选举；
2. 选出新的主库；
3. 哨兵机制也不能保证完全的一致性，除非牺牲可用性。

2.5 节点与分槽

1. 节点只能用0号数据库；
2. 节点靠位图记录自己分到的槽；
3. slot数组维护每一个槽指向的节点对应的数据结构的指针；
4. 节点会用跳跃表保存槽与键之间的关系；
5. 槽迁移与ASK错误重定位；
6. MOVED错误是将请求定向槽对应的节点；

2.6 缓存问题

缓存穿透；缓存击穿；缓存雪崩。

2.7 线程模型（略）

3. 应用设计

3.1 分布式锁

set key val ex time nx #实现原子性操作
#val可以设计为random，但是要注意，判断val是否符合与del锁不是原子性的，要用lua脚本
#分布式锁保证一致性是靠redlock算法，过半更新原则

3.2 限流算法

1. 漏斗算法
2. 令牌桶算法