Note
内存键值数据库
架构
Tip
命令单线程 + IO多路复用
-
单线程处理命令：避免多线程锁竞争、上下文切换开销，保证命令的原子性
-
I/O 多路复用：用 epoll（Linux）/ kqueue 等同时监听大量连接，单线程也能支撑高并发
-
6.0 之后引入多线程 I/O：只把网络读写（socket read/write）并行化，命令执行仍是单线程
客户端 → 多路复用器(epoll) → 事件分发 → 单线程命令处理 → 内存数据结构数据结构
| 类型 | 底层实现 | 特点 |
|---|---|---|
| String | SDS（简单动态字符串） | 记录长度、预分配、二进制安全 |
| List | quicklist（ziplist + 双向链表） | 兼顾内存与性能 |
| Hash | ziplist / hashtable | 小数据用 ziplist 省内存 |
| Set | intset / hashtable | 整数集合用 intset |
| ZSet | ziplist / skiplist + hashtable | 跳表实现范围查询 O(logN) |
关键设计：
-
SDS：O(1) 获取长度，避免缓冲区溢出，支持二进制数据
-
跳表（skiplist）：多层索引，实现有序集合的高效范围查询
-
渐进式 rehash：字典扩容时分散到多次操作，避免单次阻塞
内存管理
过期删除策略（两种结合）
- 惰性删除：访问 key 时才检查是否过期
- 定期删除：每隔一段时间随机抽查部分 key 删除
内存淘汰策略（8 种）
noeviction：不淘汰，写入报错allkeys-lru：所有 key 中淘汰最近最少使用的volatile-lru：设置了过期时间的 key 中淘汰 LRUallkeys-lfu/volatile-lfu：淘汰最不经常使用的
持久化
RDB（快照）
- 某一时刻把内存数据全量写入二进制文件
bgsave通过 fork 子进程完成，利用 写时复制（COW）- 优点：文件小、恢复快；缺点：可能丢数据
AOF（追加日志）
- 记录每条写命令，重启时重放
- 刷盘策略：
always/everysec/no - AOF 重写：压缩日志体积（也是 fork 子进程）
- 4.0 后支持 混合持久化：RDB 全量 + AOF 增量
高可用与集群
主从复制
- slave 通过
PSYNC从 master 同步数据 - 支持全量同步（RDB）和增量同步（replication backlog）
哨兵（Sentinel）
- 监控主从、自动故障转移、通知客户端
Cluster 集群
- 数据分片：16384 个哈希槽，
slot = CRC16(key) % 16384 - 去中心化，节点间用 Gossip 协议通信
- 支持在线扩缩容（槽迁移）