Redis 为什么那么快

基于内存存储

Redis 数据存储在内存中，读写操作直接访问内存，避免了磁盘 I/O 的瓶颈。内存访问速度比磁盘快几个数量级，这是 Redis 高性能的核心原因。

单线程模型

• Redis v4.0（引入多线程进行异步任务）
• Redis v6.0（正式在网络模型中实现I/O多线程）

Redis 采用单线程处理命令，避免了多线程的上下文切换和锁竞争开销。通过非阻塞 I/O 多路复用机制（如 epoll、kqueue）处理大量并发连接，保证高吞吐量。

高效数据结构

Redis 内置多种优化的数据结构（如哈希表、跳表、压缩列表），针对不同场景设计，例如：

• 字符串：简单动态字符串（SDS）
• 哈希：ziplist 或 hashtable
• 有序集合：skiplist + hashtable
  这些结构在时间和空间复杂度上做了平衡，能够在时间复杂度为O(1)的情况下完成大部分操作。比如在哈希表的实现中采用了链式哈希和渐进式rehash算法（减少阻塞），既能保证哈希表的性能，又能在数据量增长时进行平滑的扩展；对于整数类型的数据，会根据数据的范围选择不同的编码方式，以节省内存空间并提高访问速度。

优化的网络模型

Redis 使用 Reactor 模式处理网络请求，通过事件驱动机制（如 Linux 的 epoll）监听大量套接字，减少系统调用开销。

协议简单

RESP（Redis Serialization Protocol）协议设计简洁，解析效率高。客户端请求和服务器响应均为二进制安全格式，减少编解码开销。

持久化策略灵活

虽然持久化依赖磁盘，但通过以下方式降低影响：

• RDB：快照压缩存储，减少磁盘占用
• AOF：追加写入，支持 fsync 策略调整（如每秒同步）

其他优化

• 管道化（pipeline）批量操作减少网络往返
• 原生支持 Lua 脚本，减少多次请求的延迟
• 碎片整理和内存回收机制（jemalloc 分配器）