1.redis为什么快
内存存储：Redis 将数据存储在内存中的优势在于内存的读写速度非常快。与传统的磁盘存储相比，内存存储可以避免磁盘 I/O 操作带来的延迟，大大提高了数据的访问速度。此外，Redis 通过使用数据结构的方式来存储数据，比如字符串、哈希、列表等，这些数据结构在内存中被高效地管理和操作，进一步提升了读写性能。
单线程模型：Redis 使用单线程模型来处理客户端请求，这意味着所有的操作都是按顺序执行的，避免了多线程或多进程之间的上下文切换和锁竞争。单线程模型简化了并发控制，减少了线程间的竞争和同步开销，使得整体执行速度更快。此外，Redis 通过非阻塞 I/O 来处理网络通信和文件操作，从而避免了线程在等待 I/O 操作完成时的阻塞，提高了系统的并发能力。
非阻塞 I/O：Redis 使用非阻塞 I/O 来进行网络通信和磁盘读写操作。非阻塞 I/O 允许程序在等待数据准备就绪的同时继续执行其他任务，而不必阻塞等待 I/O 完成。这种异步 I/O 操作方式使得 Redis 能够高效地处理多个并发请求，提高了系统的响应速度和吞吐量。
精简的数据结构和算法：Redis 提供了丰富的数据结构如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，并为每种数据结构设计了高效的操作算法。例如，对于字符串数据结构，Redis 使用 SDS（Simple Dynamic String）来存储字符串数据，实现了高效的动态扩展和内存管理；对于哈希数据结构，Redis 使用哈希表来存储键值对，实现了快速的查找和插入操作。这些精心设计的数据结构和算法使得 Redis 在处理数据时更加高效和快速。
2.redis为什么采用单线程模型呢
避免线程切换开销： 在传统的多线程模型中，线程之间的切换会产生一定的开销，包括上下文切换、内存开销等。而 Redis 使用单线程模型可以避免这些开销，使得系统更加高效。
简化并发控制： 多线程模型需要考虑线程之间的同步和竞争条件，需要使用锁、信号量等机制来保证数据的一致性和并发安全性。而单线程模型可以避免这些复杂的并发控制机制，简化了系统的设计和维护。
利用多核 CPU： 虽然 Redis 是单线程模型，但它可以利用多核 CPU 的优势。Redis 使用多路复用技术（Multiplexing）来处理多个客户端请求，通过事件驱动的方式实现高效的 I/O 操作，从而充分利用多核 CPU 的性能。
减少锁竞争： 在多线程模型中，不可避免会出现锁竞争的情况，当多个线程同时竞争一个锁时，会导致性能下降。而单线程模型避免了锁竞争，减少了因锁竞争而引起的性能损失。
简化代码设计： 单线程模型可以使代码设计更加简洁清晰，避免了多线程编程中可能出现的死锁、竞态条件等问题，降低了系统的复杂性和维护成本。
总体来讲Redis 选择使用单线程模型主要是为了避免线程切换开销、简化并发控制、充分利用多核 CPU、减少锁竞争以及简化代码设计等方面的考虑。这些优势使得 Redis 在处理高并发的读写请求时能够保持较高的性能表现和稳定性。
3.redis的I/O多路复用机制
基本概念： I/O 多路复用是一种 I/O 模型，它通过让单个线程同时监视多个文件描述符（sockets、pipes 等），来接受从这些文件描述符上发生的 I/O 事件。这样可以在单一线程中同时处理多个连接的 I/O 请求，提高了系统的并发处理能力。
select、poll、epoll： 在 Linux 系统中，常用的 I/O 多路复用机制包括 select、poll 和 epoll。这些机制允许程序等待多个文件描述符上的 I/O 事件，并且只有在有一个或多个文件描述符就绪时才会被唤醒。
Redis 中的应用： Redis 使用 epoll 作为其 I/O 多路复用机制。当有新的客户端连接或已有的客户端发送数据时，Redis 的事件处理器会使用 epoll 来等待和监听这些事件，当事件发生时会触发相应的回调函数进行处理。
事件驱动： Redis 采用事件驱动模型，通过 epoll 监听客户端套接字的可读/可写事件，将事件加入到事件处理器中，然后由事件处理器负责对这些事件进行处理。这种事件驱动的方式使得 Redis 单线程在处理多个并发请求时能够更高效地响应和处理。
高性能和高并发： 借助 epoll 提供的高效的事件通知机制，Redis 能够高效地处理大量的并发连接请求，实现高性能和高并发的网络通信和数据处理。
