前语
咱们好呀，我是捡田螺的小男孩。咱们都知道Redis很快，它QPS可达10万（每秒央求数）。Redis为什么这么快呢,本文将跟咱们一同学习。
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根据内存结束
咱们都知道内存读写是比磁数据结构盘读写快许多的。数据库办理体系Redis是根据内存存储结束的数据库，相对于数据库体系数Redis据存在磁盘的数据库，就省去磁盘磁盘I/O的耗费。MySQL等磁盘数据库，需求树立索引来加速查询功率，而Redis数据存放在内存，直接操作内存，所以就很快。
高效的数据结构
我数据库体系概论第五版课后答案们知道，MySQL索引为了数据结构行进功率，挑选了B+树的数据结构github中文官网网页。其实合理的数据结构，便是能够让你的运用/程序更快。先看下Red数据库办理体系is的数据结构&内部编码图：
SDS简略动态字符串
struct sdshdr { //SDS简略动态字符串
int len; //记载buf中已运用的github打不开空间
int free; // buf中空闲空间长度
char buf[]; //存储的实践内容
}
字符串长度处理
在C语言中，要获取捡田螺的小男孩这个字符串的长度线程的几种状况，需求从头初步遍历，复杂度github直播渠道永久回家为O（n）;
在Redis中， 已经有一个len字段记载当时字符串的长度啦，直接获取即可，时刻复杂度为O(1)。
削减内存重新分配的次数
在C语言中，修正一个字符串，需求重新分配内存，修正越一再，内存分配就越一再，而分配内存是会耗费功用的。而在Redis中，SDS供应了两种优化战略：空间预分配和慵懒空间开释。
空间预分配
当SDS简略动态字符串修数据库课程规划正和空间扩展时，除了数据结构题库及答案分配必需的内存空间，还会额定分配未运用的空间。分配规则是酱紫的：
- SDS修正后，len的线程撕裂者长度小于1M，那么将额定rediscovering分配与len相同长度的未运用空间。比如len=100，重新分配后，buf 的实践长度会数据库课程规划变为100(已运用空间)+100(额定空间)+1(空字符)=201数据结构题库及答案。
- SDS修正后, len长度大于1M，那么程序将分配1M的未运用空间。
慵懒空间开释
当SDS缩短时，不数据结构是回收剩下的内存空间，而是用free记载下剩下的空间。后续再有修正操作，直接运用free中的空间，削减内存分配。
哈希
Redis 作为一个K-V的内存数据库，它运用用一张大局的哈希来保存一切的键rediscover值对。这张哈希表，有多个哈希桶组成，哈希桶中的entry数据库体系工程师元素保存了*key和*value指针，其间*key指向了实践的键，*value指向了实践的值。
哈希表查找速率很快的，有点类似于Java中的HashMap，它让咱们在O(1) 的时刻复杂度github直播渠道永久回家快速找到键值对。首要经过key核算哈希值，找到对应的哈希桶方位，然后定位到entry，在entry找到对应的数据。
有些小伙伴或许会有疑问：你往哈希数据库课程规划表中写入大量数据时，不是会遇到哈希抵触问题嘛，那功率就会降下来啦。线程的几种状况
哈希抵触： 经过不同的key，核算出相同的哈希值，导rediscovering致落在同一个哈希桶中。
Redis为了数据库规划处理哈希抵触，采用了链式哈希。链式哈希是指同一个哈希桶数据结构教程第5版李春葆答案中，多数据库课程规划个元素redis分布式锁用一个链表来保存，它们之间顺次用指针联接。
有些小伙伴或许还会有疑问：哈希抵触链上的元素只能经过指针逐一查找再操作。当往哈希表刺进数据许多，抵触也会越多，抵触链表就会越长，那查询功率就会降低了。
为了坚持高效，Redis 会对哈希表做rehash操作，也便是添加哈希桶，削减抵触。为了rehRedisash更高效，Redis还默许运用了两个大局哈希表，一个用于当时运用，称为主哈希表，一个用于扩容，称为备用哈希表数据库规划。
跳动表
跳动线程的概念表是Redis特有的数据结构，它数据结构严蔚敏第二版课后答案其实便是在github敞开私库链表的基础上，添加多级索引，以行进查找功率。跳动表的简略原理图如下:
- 每一层都有一条有序的链表，最底层的链表包含了一切的元素。
- 跳动表线程安全支撑平均 O（logN）,最坏 O（N）数据库课程规划复杂度的节点查找，还能够经过次第性操作批量处理节点。
紧缩列表ziplist
紧缩列表zipl数据结构知识点总结ist是列表键和字典键的的底层结束之一。数据结构c语言版第二版课后答案它是由一系列特别编码的内存块构成的列表， 一个ziplist能够包含多个entry， 每个entry能够保存一个长度受限的字符数组或许redis的五种数据类型整数，如下：
- zlbytes ：记载整个紧缩列表占用的内存字节数
- zltail: 尾节点至初步节点的偏移量
- zllen : 记载整个紧缩列表包含的节点数量
- entryX: 紧缩列表包含的各个节点
- zlend : 特别值0xFF(十进制255)，用于符号紧缩列表结尾
由于内存是接连分配的，所以遍历速度很快。。
合理的数据编码
Redis支撑多种数据底子类型，每种底子类型对应不同的数据结构，每种数据结构对应不相同的编码。为了行进功用，Redis规划者总结出，数据结构最适合的编码分配。
Redis是运用政策（regithub永久回家地址disObject）来标明数据库中的键值，当redis集群咱们在 Redis 中创立一个键值对时，至少创立两个政策，一个政策是用做键值对的键政策，另一个是键值对的值政策。
//重视大众号：捡田螺的小男孩
tRedisypedef struct redisObject{
//类型
unsigned type:4;
//编码
unsigned encoding:4;
//指向底层数据结构的指针
void *ptr;
//...
}robj;
re数据结构disObject中，type 对应的是政策类型，包含String政策、List政策、Hash政策、Set数据结构严蔚敏第二版课后答案政策、zset政策。encoding 对应的是编码。
- Str数据结构知识点总结ing：假定存储数字的话，是用int类型的编码;数据库体系的核心是假定存储非数字，小于等于39字节的字符串，是embstr；大于39个字节数据结构与算法，则是raw编码。
- List：数据库有哪几种假定列表的元素个数小于512个，列表每个元素的值都小于64字节（默许），运用ziplist编码，不然运用linkedlist编码
- Hash：哈希类型元素个数小于512个，一切值小于64字节的话，运用ziplist编码,不然运用hashtable编码。
- Set：假定集结中的元素都是整数且元素个数小于512个，数据结构与算法运用intset编码，不然运用hashtable编码。
- Zset：当有序集结的元素个数小于128个，每个元素的值小于64字节时，运用ziplist编码，不然运用skiplist（跳动表）编码
合理的线程模型
单线程模型：避免了上下文切换
Redis是单线程的，其实是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来结束的。但Redis的其他功用，比如耐久化、异步删去、集群数据同步等等，实践是由额定的线程实数据库办理体系行的。
Redis的单线程模型，避免了CPU不必要的上下文切换和竞赛锁的耗费。也正由于是单线程，假定某个指令实行过长（如hgetall指令），会构成阻塞。Redis是面向快速实行场景的内存数据库，所以要慎用如lrange和smembers、hgetall等指令。
什么是上下文切数据库办理体系换？举个粟子：
- 比如你在数据库看一本英文小说，你看到某一页，发现有个单词不会读，你加了个书签，然后去查字典。查完字典后，数据库原理你回来从书签那里继续初步读，这个流程就很酣畅。
- 假定你github直播渠道永久回家一个人读这本书，必定没啥问题rediscovering。可是假定你去查字典的时分，其他小伙伴翻了一下你的书，然后溜了。你再回来看的时github永久回家地址分，发现书不是你看的那一页了，你得花时刻找到你的那一页。
- 一本书，你一个redis数据结构人怎样看redis耐久化怎样打标签都没事，可是人多了翻来翻去，这本书各种符号就很乱了。或许这个说明很粗糙，可是道理应该是相同的。
I/O 多路复用
什么是I/O多路复用？
- I/O ：网络 I/O
- 多路 ：多个网络联接
- 复用：复用同一个线程。
- IO多路复用其实便是一种同步IO模型，它结束了一个线程能够监督多个文件句柄；一旦某个文件句柄安排稳当，就能够告诉运用程序进行相应github中文社区的读写操作；而没有文件句柄安排妥当时,就会阻塞运用程序，交出cpu。
多路I/O复用技能能够让单个线程高效的处理多个联接央求，而Redis运用用epoll作为I/O多路复用技能的结束。而且Redis本身的事情处理模github敞开私库型将epoll中的联接、读写、封闭都转换为事情，不在网络I/O上糟蹋过多的时刻。
虚拟内存机制
Redis直接自己构建了VM机制 ，不会像一般的数据结构知识点总结体系会调用体系函数处理，会糟蹋必定的github官网时刻去数据结构教程第5版李春葆答案移动和央求。
Re数据结构教程第5版李春葆答案dis的虚拟内存机制是啥呢？
虚拟内存机制便是暂时把不数据库经常拜访的数据(冷数据)从内存交换到磁盘中，然后腾出宝贵的内存空间用于其它需求访数据结构严蔚敏第二版课后答案问的数据(热数据)。经过VM功用能够结束冷热数据别离，使热数据仍在内存中、冷数据保存到磁盘。这样就能够避免由于内存不足而构成拜访速度下降的问题。
参阅与感谢
- Redis之VM机制
- 一文揭秘单线程的Redis为什么这么快?
- 观察|Redis是单线程的，但Redis为什么这么快？
