L03_Redis知识图谱

news2024/12/23 20:58:31

这些知识点你都掌握了吗？大家可以对着问题看下自己掌握程度如何？对于没掌握的知识点，大家自行网上搜索，都会有对应答案，本文不做知识点详细说明，只做简要文字或图示引导。

Redis 全景图

Redis 知识全景图都包括什么呢？简单来说，就是“两大维度，三大主线”。

Redis 问题画像

在学习和使用的过程中，你可以完善这张图，把你自己实践或掌握到的新知识点，按照“问题 --> 主线 --> 技术点”的方式梳理出来，放到这张图上。

基础篇

基本架构：一个键值数据库包含什么？

数据结构

有哪些底层数据结构

3.0 版本中 List 对象的底层数据结构由「双向链表」或「压缩表列表」实现;
3.2 版本之后，List 数据类型底层数据结构是由 quicklist 实现;
5.0新设计，7.0 版本之后，压缩列表已废弃，由 listpack 数据结构来实现。

键和值用什么结构组织

为了实现从键到值的快速访问，Redsi 使用了一个哈希表来保存所有键值对。

哈希表的冲突问题和rehash可能带来的操作阻塞**。Redis 解决哈希冲突的方式，就是渐进式 rehash**。

压缩列表

quicklist

通过控制每个链表节点中的压缩列表的大小或者元素个数，来规避连锁更新的问题。因为压缩列表元素越少或越小，连锁更新带来的影响就越小，从而提供了更好的访问性能。

quicklist 会控制 quicklistNode 结构里的压缩列表的大小或者元素个数，来规避潜在的连锁更新的风险，但是这并没有完全解决连锁更新的问题。

listpack

listpack 采用了压缩列表的很多优秀的设计，比如还是用一块连续的内存空间来紧凑地保存数据，并且为了节省内存的开销，listpack 节点会采用不同的编码方式保存不同大小的数据。
listpack 没有压缩列表中记录前一个节点长度的字段了，listpack 只记录当前节点的长度，当我们向 listpack 加入一个新元素的时候，不会影响其他节点的长度字段的变化，从而避免了压缩列表的连锁更新问题。

高性能IO模型：为什么单线程的Redis能那么快？

Redis 是单线程，主要指 Redis 的网络 IO 和键值对读写是由一个线程完成的。

为什么单线程就能那么快？

一是Redis 大部分操作在内存上完成，并且采用了高效的数据结构；
二是采用多路复用，能保证在网络IO钟可以并发处理大量的客户端请求，实现高吞吐量。

Linux 中的 IO 多路复用机制是一个线程处理多个 IO 流，就是我们经常听到的 select/epoll 机制。简单来说，**在 Redis 中值运行单线程的情况下，该机制允许内核中，同时存在多个监听套接字和已连接套接字。**内核会一直监听这些套接字上的连接请求或数据请求。一旦有请求到达，就会交给 Redis 线程处理，这就实现了一个 Redis 线程处理多个 IO 流。