Redis为什么这么快？Redis性能高的原因, 总结: 纯内存操作合理的线程模型高效的数据结构合理的数据编码虚

Redis性能高的原因, 总结:

Redis是单线程的, 其实是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的。但Redis的其他功能, 比如持久化、异步删除、集群数据同步等等, 实际是由额外的线程执行的。
Redis的单线程模型, 避免了CPU不必要的上下文切换和竞争锁的消耗。
也正因为是单线程, 如果某个命令执行过长(如hgetall命令), 会造成阻塞。Redis是面向快速执行场景的内存数据库, 所以要慎用如lrange和smembers、hgetall等命令。

Redis6.0引入多线程的原因？

I/O多路复用其实就是一种同步I/O模型, 它实现了一个线程可以监视多个文件句柄, 一旦某个文件句柄就绪, 就能够通知应用程序进行相应的读写操作; 而没有文件句柄就绪时, 就会阻塞应用程序，交出cpu。

多路I/O复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求, 而Redis使用用epoll作为I/O多路复用技术的实现。并且Redis自身的事件处理模型将epoll中的连接、读写、关闭都转换为事件, 不在网络I/O上浪费过多的时间。

//SDS简单动态字符串
struct sdshdr{
    int len;  //buf已使用的长度;
    int free; //buf剩余长度;
    char buf[];//实际存储内容;
}

Redis 作为一个 k-v 的内存数据库, 它使用一张全局的哈希表来保存所有的键值对。这张哈希表, 由多个哈希桶组成, 哈希桶中的entry元素保存了*key和*value指针，其中*key指向了实际的键,*value指向了实际的值。
用链表解决哈希冲突。

跳跃列表是在链表的基础上, 增加多级索引, 以提高查询效率。
- 每一层都有一条有序的链表, 最底层的链表包含了所有的元素;
- 跳跃列表支持最好O(logN), 最坏O(N)时间复杂度的节点查找, 还可以通过顺序性操作批量处理节点。

Redis支持多种数据基本类型, 每种基本类型对应不同的数据结构, 每种数据结构对应不一样的编码。为了提高性能, Redis设计者总结出了数据结构最适合的编码搭配。
Redis是使用对象(redisObject)来表示数据库中的键值对, 当我们在 Redis 中创建一个键值对时,至少创建两个对象, 一个对象是用做键值对的键对象, 另一个是键值对的值对象。

typedef struct redisObject{ 
    unsigned type:4;//类型;
    unsigned encoding:4; //编码;
    void *ptr; //指向底层数据结构的指针;
    //... 
    }robj;

type	encoding
String	如果存储数字, 用int类型的编码;如果存储非数字, 小于等于39字节的字符串, 用embstr类型编码; 大于39个字节, 则是raw编码。
List	如果列表的元素个数小于512个, 且列表每个元素的值都小于64字节(默认), 使用ziplist编码, 否则使用linkedlist编码。
Set	如果集合中的元素都是整数且元素个数小于512个, 使用intset编码; 否则使用hashtable编码。
Zset	当有序集合的元素个数小于128个, 每个元素的值小于64字节时, 使用ziplist编码, 否则使用skiplist（跳跃表）编码。