Redis是一个基于键值对（Key-Value）的NoSQL数据库。Redis的Value可以由String、hash、list、set、zset、Bitmaps、HyperLogLog等数据结构和算法组成。Redis还提供了key过期、发布订阅、事务、Lua脚本、sentinel、Cluster等功能，Redis执行命令的速度非常快，按照官方的表现可以达到10w+的QPS。所以本文主要介绍Redis快的地方，主要有以下几点：开发语言现在我们编程都是用高级语言，比如Java，Python等。也许你觉得C语言很古老，但它确实很有用，毕竟Unix系统是用C实现的。所以C语言是一种非常接近操作系统的语言。Redis是用C语言开发的，所以执行起来会比较快。另外还有一点，大学生学好C，会让你更了解计算机操作系统。不要以为学了高级语言就不用关注底层了。你所欠的债必须偿还。在此推荐一本难读的书《深入理解计算系统》。纯内存访问Redis将所有数据放在内存中，非数据同步正常工作时不需要从磁盘读取数据，0IO。内存中响应时间约为100纳秒，这是Redis速度快的重要基础。先看CPU的速度：以我的电脑为例，主频是3.1G，也就是说每秒可以执行3.1*10^9条指令。所以CPU看世界非常非常慢，内存比它慢一百倍，磁盘比它慢一百万倍。你快吗？借了一张《深入理解计算机系统》的图，展示了典型的内存层次结构。L0层，CPU可以在一个时钟周期访问，基于SRAM的缓存持续时间可以在几个CPU时钟周期访问，然后基于DRAM的主存储器可以在几十到几百个时钟周期访问它们。单线程单线程简化了算法的实现，并发数据结构的实现不仅难度大而且测试起来也麻烦。单线程避免了线程切换和加锁、释放锁带来的消耗。对于服务器端开发，锁和线程切换通常是性能杀手。当然单线程也有缺点，这也是Redis的噩梦：阻塞。如果一条命令执行时间过长，会造成其他命令的阻塞，这对Redis来说是非常致命的，所以Redis是一个针对快速执行场景的数据库。除了Redis，Node.js也是单线程的，Nginx也是单线程的，但都是服务器高性能的典范。非阻塞多通道I/O多路复用机制在这之前先说说传统的阻塞I/O是如何工作的：当使用Read或Write读写一个文件描述符（FileDescriptorFD）时，如果没有收到数据，线程将被挂起，直到接收到数据。阻塞模型虽然简单易懂，但是当需要处理多个客户端任务时，就不会使用它了。I/O多路复用其实就是可以在同一个进程中管理多个连接。多路复用指的是网络连接，多路复用就是同一个线程。在网络服务中，I/O多路复用的作用是将多个连接事件一次性通知给业务代码，处理方式由业务代码决定。在I/O多路复用模型中，最重要的函数调用是I/O多路复用函数，它可以同时监控多个文件描述符（FD）的读写。当部分FD可读/写时，该方法将返回可读/写FD的个数。Redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现，加上Redis自身的事件处理模型将epoll的Read、Write、Close等转换为事件，不会在网络I/O上浪费太多时间。实现对多个FD读写的监控，提高性能。举个形象的例子，比如：一个TCP服务器处理20个客户端套接字。解决方案A：顺序处理。如果第一个Socket因为网卡的原因读取数据慢，阻塞后就会被忽悠。PlanB：每个Socket请求都由一个单独的子进程创建来处理。且不说每个进程都会消耗大量的系统资源，光是进程切换就足以让操作系统疲惫不堪了。C方案：（I/O多路复用模型，epoll）：将用户Socket对应的FD注册到epoll中（其实fd_set的数据结构不是Socket的FD而是fd_set之间传递的数据结构）服务器和操作系统），然后epoll只告诉那些需要读/写的Sockets需要处理那些活跃的和变化的SocketFD。这样整个过程只会在调用epoll时阻塞，不会阻塞发送和接收客户端消息。
