Redis是如何实现高吞吐量和高性能的？

我知道这是一个非常普遍的问题。但是，我想了解允许 Redis（或 MemCached、Cassandra 等缓存）以惊人的性能极限工作的主要架构决策是什么。

1. 如何维持连接？
2. 连接是 TCP 还是 HTTP？
3. 我知道它完全是用C写的。内存是如何管理的？
4. 尽管存在高吞吐量，但仍使用哪些同步技术来实现高吞吐量 竞争读/写？

基本上，具有内存缓存的机器的普通实现与可以响应命令的服务器和 Redis 盒之间有什么区别？我也明白答案需要非常庞大，并且应该包括非常复杂的细节才能完成。但是，我正在寻找的是一些通用技术，而不是所有细微差别。

Redis 文档中有大量信息可以帮助您了解其工作原理。现在，具体回答您的问题：

1）如何维持连接？

使用 ae 事件循环（由 Redis 作者设计）来维护和管理连接。所有网络 I/O 操作都是非阻塞的。您可以将 ae 视为使用平台最佳网络 I/O 多路分解机制（Linux 的 epoll、BSD 的 kqueue 等）的简约实现，就像 libevent、libev、libuv 等一样...

2) 连接是 TCP 还是 HTTP？

连接是使用 Redis 协议的 TCP，这是一个简单的 telnet 兼容、面向文本的协议protocol http://redis.io/topics/protocol支持二进制数据。该协议通常比 HTTP 更有效。

3）内存是如何管理的？

内存是通过通用内存分配器来管理的。在某些平台上，这实际上是系统内存分配器。在其他一些平台（包括 Linux）上，选择了 jemalloc，因为它在 CPU 消耗、并发支持、碎片和内存占用之间提供了良好的平衡。 jemalloc 源代码是 Redis 发行版的一部分。

与其他产品（例如memcached）相反，Redis 中没有实现slab 分配器。

一些优化的数据结构 http://redis.io/topics/memory-optimization已在通用分配器之上实现，以减少内存占用。

4) 尽管存在竞争读/写，但仍可使用哪些同步技术来实现高吞吐量？

Redis 是一个单线程事件循环，因此不需要进行同步，因为所有命令都是序列化的。现在，一些线程也出于内部目的在后台运行。在极少数情况下，它们访问由主线程管理的数据，使用经典的 pthread 同步原语（例如互斥体）。但代表多个客户端连接进行的 100% 数据访问不需要任何同步。

您可以在那里找到更多信息：Redis是单线程的，那么它是如何进行并发I/O的呢？ https://stackoverflow.com/questions/10489298/redis-is-single-threaded-then-how-does-it-do-concurrent-i-o/10495458#10495458

具有内存缓存的机器的普通实现与可以响应命令的服务器和 Redis 盒之间有什么区别？

没有区别。 Redis 是一个普通的机器实现，具有内存缓存和可以响应命令的服务器。但这是一个正确的实现：

• 使用单线程事件循环模型
• 使用针对相应用例优化的简单且简约的数据结构
• 提供一组精心挑选的命令来平衡极简主义和实用性
• 不断追求最佳原始性能
• 很好地适应现代操作系统机制
• 提供多种持久性机制，因为“一刀切”的方法只是一个梦想。
• 为 HA 机制（例如复制系统）提供构建块
• 避免像煎饼一样堆叠无用的抽象层
• 产生一个干净且易于理解的代码库，任何优秀的 C 开发人员都可以轻松使用