Redis架构那些事儿，边学边用视频带你搞懂底层设计和实战技巧

（引用来源：视频开场白） “大家好，欢迎来到‘Redis架构那些事儿’，很多同学在用Redis的时候，可能只是停留在简单的set、get命令，但对于它底层是怎么工作的，为什么能这么快，以及在真正的大流量场景下怎么用才能不出问题，可能就比较模糊了，这个系列视频，我们就来一起钻进去，看看Redis的肚子里到底有什么乾坤。”

（引用来源：第一部分 - 为什么Redis这么快？） “首先要搞懂的第一个核心问题就是：Redis为什么能这么快？很多人第一反应是‘因为它基于内存’，没错，内存读写比磁盘快太多了，这是它的基础，但光有这个还不够。（引用来源：视频中画图解释）你看啊，如果每个请求来了，Redis都要去磁盘读写一下，那再快的内存也白搭，它的数据主要是在内存里操作的，但这又引出一个新问题：单线程怎么扛住高并发？

（引用来源：视频讲解单线程模型） 这里有个关键点，Redis的处理核心是单线程的，你可能会觉得奇怪，现在都多核时代了，为啥还用单线程？这不是瓶颈吗？恰恰相反，它避免了多线程带来的锁的竞争和上下文切换的消耗。（引用来源：比喻说明）你可以把它想象成一个办事极其高效的银行柜台，虽然只有一个柜员，但他速度极快，而且只办简单的业务（像存钱取钱这种纯内存操作），从不磨蹭，客户来的请求（网络IO）呢，由专门的接待员（IO多路复用机制）先排好队、整理好单子，然后柜员按顺序一口气处理掉，这样避免了多个柜员抢一个保险箱（数据）的麻烦，反而整体效率更高，这个‘接待员’就是Epoll、Kqueue这样的技术，它能同时监听成千上万个客户端的连接，哪个有活了就通知主线程，这才是高并发的关键。”

（引用来源：第二部分 - 数据是怎么存的和没的？） “了解了单线程模型，我们再看数据在Redis里是怎么安家的，最基础的就是这个（引用来源：动画展示数据结构）‘键值对’结构，但Redis的值可不是简单的字符串，它提供了五种核心数据结构：String（字符串）、List（列表）、Hash（哈希表）、Set（集合）、Sorted Set（有序集合），你用对了数据结构，性能天差地别，比如要存一个用户信息（姓名、年龄、城市），你用String一个个存三个key，就不如用一个Hash结构存成一个key，这样网络开销小,操作也方便。

（引用来源：讲解内存回收） 数据总不能只进不出吧？内存是有限的，所以得有淘汰策略，Redis提供了好几种策略让你选，比如LRU（最近最少使用）、LFU（最不经常使用）、随机淘汰等。（引用来源：实战建议）在实战中，你一定要根据业务特点设置maxmemory-policy，比如你是做缓存，那用LRU就很合适；如果你是做临时数据存储，设置过期时间TTL让数据自动过期删除可能更直接。”

（引用来源：第三部分 - 保证数据不丢：持久化机制） “下一个关键问题是：数据都在内存里，服务器要是突然断电或者宕机了，数据不就全没了吗？怎么保证数据不丢？这就是Redis的持久化机制要解决的问题,它提供了两种主要方案：

第一种叫RDB（快照），就像是给当前的内存数据拍一张全景照片，保存成一个压缩文件（dump.rdb）。（引用来源：比喻）好处是恢复起来特别快，因为直接把这个文件读进内存就行了，缺点是可能会丢数据，比如你设置5分钟拍一次,那宕机时可能就丢了最近5分钟的数据。

第二种叫AOF（追加日志），它不拍照，而是像个记账先生，把每一个写命令都记录在一个日志文件里。（引用来源：比喻）这样即使宕机，重启后把日志里的命令重新执行一遍，就能恢复数据，数据完整性高，但缺点是日志文件会越来越大,恢复速度也比RDB慢。

（引用来源：实战技巧）生产环境通常两者结合使用，用AOF来保证数据安全，同时定期用RDB来做一次快照备份，方便快速恢复和灾难备份。”

（引用来源：第四部分 - 扛不住怎么办？主从、哨兵和集群） “单机Redis再强，也有性能上限和单点故障的风险，这时候就需要扩展了，最简单的扩展是主从复制。（引用来源：架构图）就是一个主节点（Master）负责写，多个从节点（Slave）负责读和备份，主节点把数据变化同步给从节点，这样实现了读写分离,读压力可以分散出去。

但主节点挂了怎么办？这就需要哨兵（Sentinel）机制了。（引用来源：动画演示）哨兵是一个独立的进程，它像个监工，时刻盯着主节点和从节点，一旦发现主节点宕机了，它就会自动从从节点里选举出一个新的主节点，让其他从节点跟着新主节点，并通知客户端连接新的地址,这样就实现了高可用。

如果数据量非常大，一个节点内存装不下了，或者写操作太多一个主节点扛不住呢？那就得上Redis Cluster（集群）了。（引用来源：示意图）Cluster把数据分片存储在多个主节点上，每个主节点负责一部分数据槽（slot），数据自动分布，客户端可以连接任意节点，如果数据不在这个节点上，节点会告诉客户端正确的地址，这样既扩展了存储容量，也分摊了写压力。”

（引用来源：视频结尾总结） “所以你看，从单线程模型到数据结构，从持久化到高可用集群，Redis的架构设计是一环扣一环的，理解了这些底层设计，你在实战中才能做出正确的选择：比如什么时候该用哪种数据结构，缓存大小和淘汰策略怎么设，业务发展到什么阶段该引入主从、哨兵或者集群，希望这个视频能帮你不仅‘会用’Redis，更能‘懂’Redis，在实战中少踩坑，我们下期再见！”