《redis 设计与实现》这本书写的非常好，它先介绍了redis中使用的一些数据结构（数据结构是用来实现各种对象的）。 一种对象（比如string）在不同场景下，可能是由多种数据结构实现的。数据结构包括：

  • 简单动态字符串（simple dynamic string， sds），用来实现string

  • 链表，用来实现列表（list）。当列表中包含了较多的元素，或者每一个元素都是比较长的字符串时，redis就会采用链表作为list的实现

  • 字典，用来实现hash。当一个hash中包含的键值对数目比较多，或者键值对中的元素都是比较长的字符串时，redis就会采用字典来 实现hash；此外，redis的数据库也是使用字典来实现的，对数据库的增删改查操作就是在操作字典。

  • 跳跃表（skiplist）。它是一种有序的数据结构。用来实现zset（有序集合），如果一个有序集合包含的元素比较多，或者有 序集合中的每个元素都是比较长的字符串时，就会采用跳表来实现。

  • 整数集合（intset）。用来实现集合（set），当一个集合中只包含整数值元素，并且包含的数目不多时，redis就会采用intset来 实现集合。

  • 压缩列表（ziplist）。用来实现list或者hash：当一个list中只包含少量元素，并且每个元素都是较短的字符串或者小整数（对比 链表部分），redis就会采用ziplist来实现list；当一个hash中只包含少量键值对，并且每个键值对的键和值都是较短的字符串或 者小整数时（对比字典部分），redis就会采用ziplist来实现hash。

关于redis的各个对象：

  • 字符串：字符串对象的编码方式可以是int（如果值是整数，且可以用long表示）、embstr（长度<=32字节）、raw（大于32字节）

  • 列表：ziplist或者链表

  • 有序集合：可以用ziplist或者skiplist来实现。记住ziplist都是适用于小数据集场景即可；而对于使用skip list来实现 有序集合的功能，本质上是通过一个zset的数据结构来实现的，它包括一个skip list和一个字典dict。跳表用来快速实现 范围查找的功能，字典用来实现获取某一个值的score的功能。必须结合两者的特点才能同时实现这些功能。

redis使用引用计数来实现内存回收的。每个redisObject结构都有一个refcount属性，记录当前对象的引用计数。这个refcount还 带有对象共享的作用。Redis只对包含整数值的字符串对象进行共享。

redis的过期策略：两者相结合 1、惰性删除策略（也就是key被访问时，从过期字典（和真正的数据字典平级）中查找key是否过期），如果是则从数据 字典中删除。

2、定期删除策略：activeExpireCycle函数，会被周期性的调用，它是随机地从过期字典中检查一部分key的过期时间，并删除其中 过期的key。也就是类似采样的策略。随着activeExpireCycle函数的不断执行，服务器中的所有数据库都会被检查一遍，这时函数 将current_db变量重置为0，然后再次开始新一轮的检查工作。

需要注意的是：通常我们运行在主从模式下的redis服务器，如果是从服务器收到一个get的查询命令，那么从服务器会执行函数，发现 这个key已经过期了，但是从服务器并不会删除这个key，而是继续将value返回给客户端。 从服务器只有在接到主服务器发来的DEL命令之后，才会删除过期键。del命令是主服务器同步给从服务器的。

redis的持久化：

一、rdb持久化既可以手动进行，也可以根据服务器配置选项定期执行，主要是生成一个rdb文件。

BGSAVE命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建RDB文件，服务器进程（父进程）继续处理命令请求，而save命令会直接阻塞 主进程。在执行BGSAVE期间，客户端发送的save命令以及BGSAVE命令都会被拒绝；如果客户端发送BGREWRITEAOF命令，那么会延迟 到BGSAVE执行完成后再执行。因为这两个命令本质上都是由子进程在执行，不能同时执行只是性能方面的考虑。

定期执行BGSAVE命令（即定期生成一个rdb文件）往往都是通过配置来实现的，这个配置的含义是：服务器在多少秒以内，对数据库执行 了多少次修改操作，一旦符合这个条件，就执行一次rdb。

这里又需要提到redis的周期性执行函数serverCron，可以理解这是一个定时任务，默认每隔100ms就执行一次，前面提到了这个函数 的一个功能是定期去检查一部分key，看是否过期，过期就删除。这里它的第二个作用就是：检查save选项的配置是否满足条件，如果满足 就执行BGSAVE命令。

二、aof持久化

Sentinel系统选举领头Sentinel的方法是对Raft算法的领头选举方法的实现

redis的bitcount实现，这里相当于是计算一个二进制中1的个数，注意leetcode的计算汉明距离的题目。

variable-precision SWAR算法

一致性哈希算法

如何保证缓存和数据库数据的一致性？

redis的内存分配算法使用的是 jemalloc

stream的消息队列，借鉴了很多kafka的设计思路，但是仍然没有被大规模使用。

后续版本对列表数据结构进行了改造，使用 quicklist 代替了 ziplist 和 linkedlist。

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