Redis为什么这么快？

Redis为什么这么快？

重要内容

• 纯内存操作 Redis 将所有数据存储在内存中，读写操作直接操作内存而非磁盘，避免了传统磁盘I/O的瓶颈。内存的访问速度比磁盘快数个数量级，这使得Redis的读写吞吐量可达每秒数十万次
• 单线程事件驱动模型
  • 避免锁竞争与上下文切换：Redis 采用单线程处理客户端请求，消除了多线程场景下的锁竞争和线程切换开销（虽然6.0版本后引入了多线程处理网络I/O，但核心命令执行仍保持单线程，确保原子性和简单性）
  • 非阻塞I/O多路复用：通过epoll/kqueue等系统调用实现多路复用，单线程可高效处理数万并发连接。事件驱动模型仅处理活跃的socket请求，减少无效等待
• 高效的数据结构设计 Redis 提供多种高效的数据结构（如字符串、哈希、列表、集合等），这些结构经过优化，能够快速完成各种操作

扩展知识

纯内存操作

Redis 的存储是基于内存的，直接访问内存的速度是远远大于访问磁盘的速度

单线程事件驱动模型

Redis 采用单线程处理客户端请求，消除了多线程场景下的锁竞争和线程切换开销

高效的数据结构设计

Redis基于 C语言实现了多种高性能数据结构，例如

• 简单动态字符串（SDS）：支持二进制安全、预分配空间和惰性释放，获取字符串长度的时间复杂度为O(1)
• 压缩列表（ziplist）：连续内存存储小数据，通过变长编码节省空间，适用于小型哈希、列表等
• 跳表（skiplist）：实现有序集合（Zset），查询时间复杂度接近O(log n)，且支持范围操作
• 快速列表（quicklist）：结合链表和压缩列表的优势，提升大列表操作的效率

与传统数据库的对比优势

维度	Redis	传统数据库（如MySQL）
存储介质	内存为主，磁盘为辅	磁盘为主，内存缓存有限
读写性能	10万+ QPS	千级QPS（依赖索引和缓存）
数据结构	支持字符串、哈希、集合等丰富类型	以表结构为主，类型较为固定
适用场景	缓存、计数器、实时应用	复杂查询、事务处理、持久化存储
扩展性	水平分片、集群化简单	分库分表复杂，扩展成本高