redis为什么这么快

一、使用内存进行存储

我们都知道redis是使用内存来进行数据的存储，这也是为什么redis的访问速度要远远快于mysql的主要原因，因为是使用内存存储数据，可以避免频繁的进行写盘操作，大大降低响应时间：

二、单线程结构

多线程一定比单线程快嘛？

虽然我们知道当我们使用多线程的时候，可以加快我们的系统访问，但是在使用多线程的过程中，对于共享变量的访问，会将多线程操作变成单线程进行操作，并且还需要增加额外的同步术语（例如java中的锁），存在的一定的性能开销，并且多个线程在进行锁竞争的时候，也会影响系统的吞吐性，所以多线程不一定比单线程快。

redis采用单线程来处理主要的响应命令，既不需要考虑数据安全问题，不需要额外去使用锁来降低性能开销，同时可以避免多线程的上下文切换的开销，并且CPU并不是redis的主要性能瓶颈。

redis的单线程并不是指，在整个redis的服务端只有一个线程在进行工作，只是在接受客户端的IO请求响应进行读写的时候是单线程的操作；redis本身是存在多线程的使用场景的，比如：异步删除、持久化、集群同步。

三、高性能的多路复用IO模型

可以与java的nio进行类比，相当于就是使用的是非阻塞性io模型，一个线程可以处理多个客户端连接，并且通过事件监听的机制，并通过基于事件的回调机制，即针对不同事件的发生，调用相应的处理函数，通过这种事件回调机制，可以避免redis去一直轮询关注是否有对应的事件发生，避免cpu的浪费。相当于redis单线程不会阻塞在某一个特定的操作上，所以一个redis的服务端，可以提供给多个客户端进行连接。

四、丰富的数据结构

redis是一个键值对存储的关系型数据库，对于key来说就是单一的string结构，但对于value，提供了丰富的数据结构：string、list、hast、set、sorted set。

String的底层是（简单动态字符串）

List的底层是（双向链表和压缩链表）

Hash的底层是（压缩链表和哈希表）

Set的底层是（整数数组和哈希表）

Sorted Set底层（压缩链表和跳表）

为了保证数据的快速查找redis的键值对采用的是哈希表的存储方式，来进行数据的存储，但因为其value的多样性，哈希表中存储的并不是具体的值，而是一个内存引用地址，在通过内存引用的地址查找到对应的具体的值。其结构如下图所示：

因为hash的结构，所以其查找数据的时间复杂度为O(1)。

但是存在的问题就是如果我们需要存储的key值在不断增长的过程中，就会存在一个影响性能的问题，就是哈希碰撞问题，当多个key值的hash落在同一个，就需要分成对应的链表进行，其结构如下所示：

所以当一个哈希桶下面挂了太多的数据的时候，那么其性能就会下降，为了解决hash碰撞的问题，就需要进行rehash，将我们的哈希桶位置增多，但是在rehash的过程中，需要进行大量的数据移动复制，那在rehash的时候肯定会影响我们的性能，那为了解决这个问题，将一次性的操作，分散到每个操作中，所以具体的逻辑就是。

redis在一开始的时候，就会存在两个hash表（hash1、hash2），一开始数据量不大的时候，我们的数据都会存放在hash1表中，当我们的key的数量在不断增加的时候，触发我们的rehash过程，这个时候hash2的结构是hash1的2倍，那么这个rehash的过程其实就是每一次操作过程中进行的，每次一个请求，都会将一个哈希桶的数据放在hash2中，这样可以将操作分散在每个操作中，不会出现系统突然的卡顿现象。其流程如下：

给哈希表2分配更大的空间，例如是原来哈希表1的两倍

将哈希表1中的数据重新映射并拷贝到哈希表2中；

释放掉哈希表1中的空间