一、redis簡介

Redis作者： 意大利人 Salvatore Sanfilippo（網名 Antirez） 開發(fā)。Antirez 不僅帥的不像實力派，也非常有趣。Antirez 今年已經四十歲了，依舊在孜孜不倦地寫代碼，為 Redis 的開源事業(yè)持續(xù)貢獻力量。

Redis是一個開放源代碼（BSD許可）內存中的數據結構存儲，用作數據庫、緩存和消息代理。它支持字符串、哈希、列表、集合、帶范圍查詢的排序集合、位圖、超日志和流的地理空間索引等數據結構。Redis具有內置的復制、lua腳本、lru回收、事務和不同級別的磁盤上持久性，并通過Redis Sentinel和Redis集群的自動分區(qū)提供高可用性。

Redis為啥如此快

1、Redis是用C語言實現的，一般來說C語言實現的程序“距離”操作系統(tǒng)更近，執(zhí)行速度相對會更快。

2、完全基于內存，絕大部分請求是純粹的內存操作，非常快速。數據存在內存中，類似于HashMap，HashMap的優(yōu)勢就是查找和操作的時間復雜度都是O(1)；正因為 Redis 是單線程，所以要小心使用 Redis 指令，對于那些時間復雜度為 O(n) 級別的指令，一定要謹慎使用，一不小心就可能會導致 Redis 卡頓。

3、數據結構簡單，對數據操作也簡單，Redis中的數據結構是專門進行設計的；采用單線程，避免了不必要的上下文切換和競爭條件，也不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗 CPU，不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死鎖而導致的性能消耗。

4、使用多路I/O復用模型，非阻塞IO，Redis 單線程處理大量的并發(fā)客戶端連接的模型。

5、使用底層模型不同，它們之間底層實現方式以及與客戶端之間通信的應用協議不一樣，Redis直接自己構建了VM 機制 ，因為一般的系統(tǒng)調用系統(tǒng)函數的話，會浪費一定的時間去移動和請求；協議簡單采用RESP協議。

作者對于Redis源代碼可以說是精打細磨，曾經有人評價Redis是少有的集性能和優(yōu)雅于一身的開源代碼。

二、Redis整體架構

通信架構

第一層：客戶端，大家熟知的如原生redis-cli、JAVA語言Jedis、Python語言redis-py等

第二層：通信，傳輸層基于TCP的resp協議

第三層：服務端，多路復用、事件循環(huán)、持久化等

三、文件事件處理器

每當一個套接字貯備好連接應答、寫入、讀取關閉等操作的時候就會產生一個文件事件。也就是說客戶端服務器發(fā)送連接、讀、寫命令都屬于文件事件。

Redis基于Reactor模式開發(fā)了自己的網絡時間處理器，稱為文件事件處理器。

文件事件處理器由四部分組成，分別是套接字，I/O多路復用程序，文件事件分派器，以及事件處理器。I/O多路復用程序，既可以讓文件處理器以單線程方式運行，保持redis內部設計的簡單性。同時又可以同時監(jiān)聽多個套接字。

I/O多路復用程序會將多個并發(fā)產生的文件事件放在一個隊列中，通過隊列有序、同步的、每次一個套接字的方式向文件事件分派器傳送套接字。只有上一個套接字處理完畢后，I/O多路復用程序才會向文件事件分派器派發(fā)下一個套接字。

處理器分類

1、連接應答處理器

2、命令請求處理器

3、命令回復處理器

四、時間事件

分類

Redis的時間事件分為以下兩類：

1、定時事件：讓一段程序在指定的時間之后執(zhí)行一次。比如說，讓程序X在當前時間的10ms之后執(zhí)行一次。

2、周期性事件：讓一段程序每隔指定時間就執(zhí)行一次。比如說：讓程序Y每隔10ms執(zhí)行一次。

實現

服務器將所有的時間事件都放在一個無序的鏈表中，每當時間事件執(zhí)行器運行時，它就遍歷整個鏈表，查找所有已到達的時間事件，并調用相應的事件處理器。