Redis到底是咋运作的？机制那些事儿，入门带你慢慢懂

基于网络技术博客、Redis官方文档概念性解读及常见面试题解析的综合通俗化转述）

Redis到底是咋运作的？咱们可以把它想象成一个超级厉害、但结构又特别简单的“超级记事本”，这个记事本不是放在你抽屉里的，而是放在服务器内存里的，所以它读写的速度飞快，比从硬盘上找东西快太多了，这就是Redis最核心的秘密：把所有数据都放在内存里操作。

你可能会问，万一服务器断电了，内存里的东西不就全没了吗？Redis当然想到了这一点，它有一个“保险柜”机制，就是持久化，它会定期或者在某些条件触发时，把这个“内存记事本”里的内容抄写一份到硬盘上保存起来，这样即使突然断电，重启后它还能从硬盘上把数据恢复回来，不会全部丢失，主要有两种抄写方式：一种是RDB，相当于在某个时间点给整个记事本拍一张完整的快照存起来；另一种是AOF，相当于把每一次对记事本的修改命令都像写日记一样记录下来,恢复的时候重新执行一遍这些命令就行了。

那这个“超级记事本”是怎么同时服务成千上万个来找它办事的人（也就是客户端连接）而自己不乱套的呢？这就要说到它的工作模式了，Redis采用的是经典的单线程模型，你可能觉得奇怪，现在都讲究多核并行，它为啥只用单线程？这不是很容易堵车吗？妙就妙在这里，因为它的所有操作都是纯内存操作，速度本身极快，CPU根本就不是瓶颈，相反，如果采用多线程，反而要花很多精力去处理线程之间争夺数据（锁）的麻烦事，搞不好效率更低，这个单线程就像一个极其麻利的柜台服务员，虽然一次只服务一个客户，但每个动作都飞快，总体吞吐量反而很高，这里的单线程主要指处理网络请求和键值操作的核心部分，像持久化、异步删除这些后台任务,还是有额外的线程或子进程去处理的。

再说说这个记事本里能记些什么，Redis可不是只能记简单的“姓名-电话”这种对应关系，它支持多种数据结构,这才是它强大功能的基础。

• String（字符串）：最简单的，可以存一个数字、一段文本,甚至一张图片的二进制数据。
• List（列表）：像排队一样，数据一个接一个，可以从左边或者右边放进取出,很适合做消息队列或者最新动态列表。
• Set（集合）：里面放的元素是不能重复的，而且没有顺序，可以用来给文章打标签，或者求两个用户群的共同好友（交集）。
• Hash（哈希）：这就像一个小数据库，可以存一个对象的多个字段，比如存一个用户信息，里面有姓名、年龄、城市,一次就能存进去或者取出来。
• ZSet（有序集合）：它比Set多了个“分数”的概念，可以根据分数给成员排序，排行榜功能就是用这个做的,比如按游戏分数给玩家排名。

正因为有了这些灵活的数据结构，你在处理一些特定问题时，就不用像在传统数据库里那样先查出来、在程序里计算、再存回去，而是可以直接在Redis内部完成很多复杂操作,效率自然高出一大截。

当数据多到一台机器的内存都装不下时怎么办？Redis有集群方案，简单说就是把一个大记事本拆成很多个小记事本，分散到不同的Redis服务器上去，它通过一种聪明的算法决定哪条数据该放在哪个小记事本上,这样就能实现容量的无限扩展。

Redis运作的核心就是：内存速度 + 单线程避免冲突 + 丰富的数据结构 + 持久化保险 + 集群扩展，这几样东西组合在一起，就成就了Redis这个高性能的万能瑞士军刀，理解了这个大框架，再去深入每个细节，就会感觉清晰多了。 为对Redis核心机制的非技术术语化描述，旨在帮助建立直观理解，具体实现细节请参考官方文档。）