Redis 核心知识

深入理解 Redis 的核心在于掌握其单线程事件循环架构、底层数据结构编码转换、内存淘汰机制以及持久化开销。

1. 线程模型与单线程高性能本质

为什么单线程能做到 10W+ QPS？

1. 纯内存操作：所有核心读写均直接在 RAM 中完成，避免了磁盘 I/O 延迟。
2. 非阻塞 I/O 多路复用（epoll / kqueue）：单线程轮询多个客户端连接的文件描述符，仅在有事件就绪时才执行处理。
3. 消除并发竞争与上下文切换：无需互斥锁（Mutex）保护共享数据结构，避免了多线程 CPU 上下文切换的额外开销。

• Redis 6.0+ I/O 多线程：仅将网络协议解析与数据回包分发给辅助线程，命令执行依然由主线程单线程严格串行执行。

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2. 内存过期策略与淘汰算法

过期键删除机制

Redis 组合采用两种策略回收过期 Key：

1. 惰性删除（Lazy Eviction）：客户端访问 Key 时才检查是否过期，若过期则立即删除。
2. 定期采样删除（Active Eviction）：后台定时任务随机采样抽取部分带 TTL 的 Key，若过期比例超过 25% 则继续循环清理。

内存满时的淘汰策略（Maxmemory Policies）

当内存达到 maxmemory 上限时，根据配置策略释放空间：

• allkeys-lru / volatile-lru：近似 LRU 算法，优先淘汰最近最少使用的 Key。
• allkeys-lfu / volatile-lfu：基于访问频率的 LFU 算法，淘汰访问频次最低的 Key。
• noeviction（默认）：内存满时不淘汰任何数据，直接对新写入命令报错。

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3. 持久化机制：RDB vs AOF

维度	RDB 快照	AOF 日志
原理	bgsave 调用 fork() 创建子进程，利用操作系统的 Copy-on-Write（写时复制）机制将内存全量 dump 到磁盘。	实时将每个写命令以文本协议追加写入磁盘文件。
恢复速度	极快（直接加载二进制数据结构）。	较慢（需要从头重放所有写命令）。
数据安全性	两次快照之间的数据可能丢失（RPO 较大）。	取决于 appendfsync（always, everysec, no），通常最多丢失 1 秒数据。
7.0 演进	-	Multi-Part AOF：将 AOF 拆分为基础文件（Base）与增量文件（Incremental），消除 AOF 重写期间的内存翻倍暴涨。