Redis的核心是单线程事件驱动模型，使用epoll/kqueue/select实现高并发IO，默认持久化机制RDB和AOF结合使用，RDB通过fork子进程后台快照内存数据优化性能，避免阻塞主线程；AOF日志追加方式记录每条写操作，支持fsync策略everysec（每秒同步）平衡性能与数据安全；内存管理采用jemalloc分配器，减少碎片；键值存储底层skiplist和hash表实现有序集合和哈希高效查询；性能优化包括惰性删除和主动过期机制，过期键不立即释放而标记，后台定时扫描回收；管道化和多路复用减少网络往返，集群模式下分片提升吞吐量。实践应用中，设置maxmemory-policy allkeys-lru自动淘汰最小使用键，结合pipeline批量操作可达10万QPS。

Redis单线程模型详解

Redis使用单线程处理客户端请求，避免了上下文切换和锁竞争的开销。它的I/O多路复用机制（epoll/select）允许同时监听多个socket事件，主循环不断检查就绪事件并处理，极大提升了性能。默认情况下，所有命令都在这个单线程中串行执行，确保原子性和一致性。

RDB持久化原理

RDB（Redis DataBase）是Redis默认的持久化方式，通过bgsave命令fork一个子进程执行内存快照，父进程继续服务客户端，避免阻塞。快照文件是二进制格式，紧凑高效，save策略如save 900 1表示900秒内至少1个键变化时触发。性能优化点在于fork后copy-on-write机制，只复制修改页。

AOF持久化与混合模式

AOF（Append Only File）将每条写命令追加到日志文件，默认appendfsync everysec，每秒fsync一次，丢失最多1秒数据。重写机制bgrewriteaof压缩日志，减少体积。Redis 4.0引入混合持久化，RDB头+AOF尾部，启动更快。优化性能时，关闭no-appendfsync-on-rewrite避免重写时阻塞。

内存淘汰机制

Redis默认无内存限制时使用noeviction拒绝新写；实际应用中配置maxmemory并设置eviction policy，如volatile-lru（针对带TTL键的LRU）、allkeys-lru（所有键LRU）。源码中lazyfree-lazy-evict惰性删除，unref键计数为0时异步释放线程池处理，提升高负载下性能。

数据结构底层实现

String用sds简单动态字符串，节省空间；Hash用ziplist/htable，小数据压缩；List用quicklist（链表+ziplist）；Set用intset（整数集合）或hashtable；ZSet用ziplist或skiplist+dict，skiplist概率跳表O(logN)查找。默认阈值如hash-max-ziplist-entries 512控制转换，优化小对象内存。

过期键处理

Redis默认键过期用惰性删除（访问时检查）+定时删除（hz=10次/秒随机采样）。源码serverCron函数实现，lazyfree过期键异步删除，避免阻塞。优化时调高hz值增加扫描频率，但消耗CPU。

集群与性能实践

Redis Cluster默认16384槽位哈希分片，gossip协议节点通信。性能优化：pipeline批量、多线程IO（I/O threading），复制异步，主从读写分离。监控info stats和latency doctor工具定位瓶颈。

FAQ
Q: Redis单线程为什么性能高？
A: 因为避免多线程锁和切换，I/O多路复用高效处理并发。
Q: RDB和AOF哪个更好？
A: RDB快照备份好，AOF数据安全高，建议混合用。
Q: 如何避免内存溢出？
A: 设置maxmemory和allkeys-lru策略。
Q: 过期键删除为什么不全即时删？
A: 即时删消耗CPU，惰性+定时平衡性能和准确性。