接上文：深度剖析不一样的Redis架构设计

Posted 2021-03-31 二进制跳动

04 Redis高性能设计

Redis是单线程的吗？

Redis的单线程主要是值Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程完成的，这也是Reids对外提供键值存储服务的主要流程。但是Redis的其他功能，比如持久化，异步删除，集群数据同步都是由额外的线程执行的。

Redis单线程为什么还能这么快？

每秒的话，差不多可以支持小10万的并发，这已经是一个很恐怖的数据了。

因为他的所有数据都是在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，而且单线程避免了多线程的切换性能消耗。正因为Redis是单线的，所有要小心使用Redis的命令。对于那些耗时的命令(比如keys)，一定要谨慎。

Redis单线程是如何处理那么多并发客户端的连接？

Redis的IO多路复用：Redis利用Epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放在队列中，一次放到文件事件分派器，事件分派器将事件分发到事件处理器。

  

05 Redis核心设计原理

Redi作为key-value存储系统，数据结构如下：（盗图了）

一个Redis实例对应多个DB，一个DB对应多个key，key一般是string的，后面的value是RedisObject，不是说value就是string，list，map这些，而是说这些类型，都被Redis封装成一个叫RedisObject，具体是哪个类型？是用指针的方式来向具体的哪个类型。(盗图了)

1. RedisBD结构
   

   Redis没有表的概念，Redis实例所对应的DB以编号区分，DB本身就是key的命名空间。比如：user:wengyifei作为key的值，表示在user这个命名空间下id为wengyifei的元素，类似于user表中id=wengyifei的行。

2. SDS字符串

   Redis是用C语言来实现的，在C语言中，String这个类型，其实就是一个char数组，比如char data[] = "xxx\0",但是，客户端往Redis发送set命令，是可以发送任意的字符串的，是没有校验的，所以假如我们发了一个字符串XX\0xx,那么\0后面的xx是不会读的，只会读前面的xx。所以Redis自己实现了一个string叫sds，sds中记录了一个len和一个char buf[],len用来记录buf的长度，比如char buf[] = "xxx\0xx",那么len的长度就是5，sds中还有一个比较重要的属性就是free，表示还剩余多少。free是通过改变len来计算，比如"xxx1234"改成"xxx123456",那么会按照(len+addlen) * 2 =18来扩容，这个时候len就变成了9，free就是18-9也就变成了9。

   例如：

   char buf[] = 'xxx1234'改成'xxx123456'//这里的buf是柔性数组

   free:12 变成 free:10

   len:8     变成 len:10

   
   

   Redis设计SDS字符串有什么好处？

   1.二进制安全的数据结构

   2.提供了内存预分配机制，避免了频繁的内存分配

   3.兼容C语言

   4.有单独的统计变量len和free，可以方便的得到字符串长度，这样就避免了读取不完整的风险。