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一、线程模型 / 网络层（单线程 + I/O 多路复用）
Redis 的“快”，首先体现在其极简高效的网络处理架构上。
1. Redis 核心特性：单线程模型
优势：
避免多线程资源竞争、锁开销、上下文切换。
基于内存操作，指令流水线效率高，缓存局部性好。
在高并发下仍能保持稳定吞吐量。
注意：Redis 的“单线程”指的是命令执行是单线程串行处理，而非所有操作都单线程。
2. I/O 多路复用（核心支撑高并发）
定义：
多路指多个网络连接；复用指使用同一个线程处理多个连接。操作系统提供机制，允许一个线程监听多个文件描述符（如 Socket），当某个可读/可写时通知线程处理。
Redis 实现方式：
Linux：epoll
macOS/BSD：kqueue
跨平台兼容：select / poll（性能较差，仅作兜底）
作用：
单线程可同时服务成千上万客户端连接。
避免阻塞等待，CPU 利用率高。
3. 事件驱动架构（Reactor 模式）
工作原理：
CPU 只在有任务时才工作 —— 通过 I/O 多路复用监听客户端连接与读写事件，只有当请求到达或可写时才触发回调函数处理。
优势：
避免轮询空转，提高 CPU 利用率。
所有操作注册在事件循环中，逻辑清晰、响应及时。
4. “伪”单线程架构（Redis 4.0+ / 6.0+ 引入异步/多线程）
Redis 并非完全单线程，而是主命令执行单线程 + 后台任务/网络 I/O 多线程。
Redis 4.0+ 引入：
UNLINK 命令：异步删除大 key，避免阻塞主线程。
AOF 重写、RDB 快照：子进程执行（fork），不影响主线程。
Redis 6.0+ 引入：
多线程 I/O（默认关闭）：
仅用于网络读写阶段（read/write client socket）。
命令解析、执行、数据操作仍由主线程完成，保证原子性和一致性。
配置参数：
12io-threads-do-reads yesio-threads 4
适用场景：
高并发、大流量环境（如千兆网卡），可提升 2~3 倍吞吐量。
小并发下建议关闭，避免线程切换开销。
二、高效的数据结构（Redis 性能之魂）
Redis 的“快”，本质源于其为每种数据类型精心设计的底层数据结构。这些结构在空间、时间复杂度上做了极致优化，并支持自动切换，用户无感知。
1. String 类型
编码方式
适用场景
特点
embstr
小字符串（≤44 字节）
分配在一块连续内存，零拷贝、内存紧凑
raw
大字符串
独立分配内存，支持任意长度
int
纯数字字符串
直接存储整数，避免字符串解析，加速 INCR/DECR
优势：小字符串高效，数字操作无解析开销。
2. Hash 类型
编码方式
适用场景
特点
ziplist
元素少、key/value 短
内存紧凑，连续存储，节省空间
hashtable
元素多或 value 长
O(1) 查找，适合大数据量
自动转换配置：
12hash-max-ziplist-entries 512hash-max-ziplist-value 64
优势：小 hash 内存占用比 hashtable 小 50% 以上。
3. List 类型
编码方式
适用场景
特点
ziplist
元素少、value 短
内存紧凑
linkedlist
元素多
双向链表，O(1) 头尾插入
quicklist（推荐）
所有场景
ziplist 的链表组合，兼顾内存与速度
quicklist 优势：
每个节点是一个 ziplist，控制大小（默认 8KB），避免复制开销。
支持 O(1) 头尾操作，O(n) 中间查找（但实际很少用）。
配置：
12list-max-ziplist-size -2list-compress-depth 0
4. Set 类型
编码方式
适用场景
特点
intset
全是整数、元素少
内存紧凑，支持二分查找 O(log n)
hashtable
含非整数或元素多
O(1) 查找
自动转换配置：
1set-max-intset-entries 512
优势：整数集合内存节省 3~5 倍，查询高效。
5. ZSet（有序集合）
编码方式
适用场景
特点
ziplist
元素少、score/member 短
内存紧凑
skiplist + dict
元素多
跳表支持 O(log n) 插入/删除/范围查询，哈希表支持 O(1) 按 member 查 score
为什么用跳表？
实现简单，无需 B+ 树复杂的平衡操作。
支持高效范围查询（ZRANGE）。
与哈希表结合，满足多种访问模式。
配置：
12zset-max-ziplist-entries 128zset-max-ziplist-value 64
三、内存与协议优化
Redis 的“快”，还体现在其纯内存操作 + 零拷贝优化 + 协议简洁。
1. 默认无磁盘 I/O，均在内存操作
所有数据存储在内存，读写速度极快。
持久化（RDB/AOF）是后台异步进行，不影响主线程。
* 2. 协议简洁（RESP 协议）
客户端与服务器通信使用 RESP（REdis Serialization Protocol），文本协议，解析简单。
命令格式统一
解析速度快，无复杂序列化开销。
3. 零拷贝与内存紧凑设计
embstr、ziplist、intset 等结构尽量连续存储，提高缓存命中率。
quicklist 分块设计，避免大 ziplist 修改时的复制开销。