redis 介绍和数据结构及如何实现

一、redis概述

（一）什么是redis？

        Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的、可选持久化的日志型Key-Value数据库编写，支持网络操作，并提供多种语言的API。Redis支持多种数据结构，包括字符串（string）、列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）和哈希（hash），并且这些数据类型都支持丰富的操作，如push/pop、add/remove以及取交集、并集和差集等，这些操作都是原子性的。

        Redis将数据存储在内存中，以保证高速的读写操作，同时支持将数据周期性地写入磁盘或记录追加操作，以实现持久化。它还支持主从同步，允许数据从主服务器复制到多个从服务器，以确保数据的高可用性和备份。

        Redis的性能非常高，它在某些测试中实现了每秒读取110,000次和写入81,000次的速度。为了实现高并发性能，Redis使用非阻塞I/O和IO多路复用技术，如epoll（在Linux上）。 此外，Redis还提供了多种特性，如发布/订阅、Lua脚本、事务、管道、位图、键过期和哨兵监控机制等。它的一些优势包括简单稳定的源码、单线程模型、快速的单节点读写速度、丰富的数据类型、数据持久化能力、数据备份功能以及原子性操作。

        总的来说，Redis是一个高性能、多功能的Key-Value数据库，适用于多种应用场景，如数据库、缓存和消息中间件，并且在计时器、消息队列、排行榜、社交网络等领域有广泛的应用。

（二）redis为什么这么快？

1.redis单线程

主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的，Redis在处理客户端的请求时包括获取 (socket 读)、解析、执行、内容返回 (socket 写) 等都由一个顺序串行的主线程处理，这就是所谓的“单线程”。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。

2.redis采用多路复用的技术

从 redis6.x 开始采 ⽤ io 多路复⽤ ，让 单个线程⾼效的处理多个连接请求 （尽量减少⽹络 IO 的时间消耗），将最耗时的 Socket 的 读取、请求解析、写⼊单独 外包

出去，剩下的 命令执⾏仍然由主线程串⾏执⾏并和内存的数据交互 。

（三）redis的数据结构