《图解技术体系》How Redis Architecture Evolves？

Redis架构的演进经历了多个关键阶段，从最初的内存数据库发展为支持分布式、多模型和持久化的高性能系统。以下为具体演进路径：

单线程模型与基础数据结构

Redis最初采用单线程架构，利用高效的I/O多路复用（如epoll）处理并发请求。核心数据结构包括：

struct redisObject {unsigned type:4;     // 数据类型（如STRING、HASH）unsigned encoding:4; // 编码方式（如int、hashtable）void *ptr;           // 数据指针
}

这种设计保证了原子性操作和极低的延迟，适合缓存场景。

持久化机制引入

为满足数据可靠性需求，Redis逐步引入两种持久化方案：

• RDB（快照）：定时生成二进制快照，使用fork子进程避免阻塞主线程
• AOF（日志追加）：记录写操作命令，支持fsync策略（everysec/no/always）

集群化与分布式

Redis 3.0引入原生集群方案，采用16384槽位分片：

def key_to_slot(key):crc = crc16(key)return crc % 16384

节点间使用Gossip协议通信，支持自动故障转移和数据迁移。

多线程扩展

Redis 6.0引入多线程I/O处理（但仍保持单线程命令执行），配置示例：

io-threads 4
io-threads-do-reads yes

网络读写并行化显著提升了高并发场景下的吞吐量。

模块化与扩展

Redis 4.0推出模块系统，允许动态加载功能扩展。例如RedisSearch模块：

int RedisModule_OnLoad(RedisModuleCtx *ctx) {if (RedisModule_Init(ctx,"search",1,REDISMODULE_APIVER_1)== REDISMODULE_ERR) return REDISMODULE_ERR;RedisModule_CreateCommand(ctx,"search.ft",...);
}

现代架构特性

最新版本（7.x+）的核心改进包括：

• Function API：替代LUA脚本的轻量级可编程接口
• ACL增强：基于角色的权限控制系统
• TLS支持：原生加密通信能力
• Client缓存：服务器辅助的客户端缓存协议

架构演进始终围绕三个核心目标：保持亚毫秒级延迟、最大化吞吐量、保证操作原子性。未来可能继续向硬件加速（如DPU）、异构计算等方向发展。