Redis核心架构与数据结构深度解析。-优快云博客

Redis数据库设计与实现研究综述

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的高性能键值存储系统，广泛应用于缓存、消息队列和实时数据处理等场景。其设计以内存为核心，支持多种数据结构，具备持久化、高可用和分布式特性。以下从核心设计、数据结构实现、持久化机制和集群架构等方面进行技术分析。

核心架构设计

Redis采用单线程事件驱动模型（6.0后支持多线程I/O），通过I/O多路复用处理高并发请求。单线程避免了锁竞争，但CPU密集型操作可能成为瓶颈。内存分配使用自定义的jemalloc优化碎片管理，键值存储采用哈希表实现O(1)时间复杂度访问。

代码示例：哈希表扩容触发条件

// Redis源码dict.c片段
if (d->ht[0].used >= d->ht[0].size &&
    (dict_can_resize || d->ht[0].used/d->ht[0].size > dict_force_resize_ratio))
{
    return dictExpand(d, d->ht[0].used*2);
}

数据结构实现

字符串（String）
动态字符串（SDS）结构包含长度、空闲空间和字符数组，支持二进制安全操作。预分配策略减少内存重分配次数。
哈希（Hash）
采用压缩列表（ziplist）或哈希表实现。当元素数量超过hash-max-ziplist-entries或值大小超过hash-max-ziplist-value时转为哈希表。
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