Redis核心原理

• 非阻塞IO
• 事件轮询（多路复用）
• 快照原理
• 管道PipeLine
• 内存回收机制
• 主从增量同步
• 槽位迁移感知
• 过期策略
• 从节点的过期策略

非阻塞IO

非阻塞IO在套接字对象上提供了Non_Blocking选项，当选项打开时，读写方法不会阻塞，能读多少读多少，能写多少写多少，取决于内核为套接字分配的缓冲区内部的数据字节数。

事件轮询（多路复用）

现代操作系统多路复用使用epoll（linux）和kqueue（macosx），因为select系统调用性能在描述符特别多时会变得非常差。

快照原理

Redis使用COW机制来实现快照持久化，调用fork产生一个子进程，负责快照持久化，父进程继续处理读写请求。这个时候就需要操作系统的COW机制来进行数据段页面的分离，当父进程对其中一个页面修改时，会将被共享的页面复制一份出来，然后对这个复制的页面修改，子进程的页面没有变化。
随着父进程修改的数据持续进行，越来越多的共享页面被分离出来，内存会持续增长，但是不会超过原来数据内存的2倍。
AOF只记录对内存修改的指令记录。
通常主节点是不会进行持久化操作的，持久化操作是在从节点进行，从节点是备份节点，没有来自客户端请求的压力。

管道PipeLine

Pipeline本质上是客户端提供的，不是Redis服务器直接提供的技术。

内存回收机制

Redis并不总是将空闲内存立即返还给操作系统。
如果Redis内存10G，删除了1G的key后，观察内存发现并没有变化太大，原因是OS是以页为单位回收内存的，如果页上面有key还在使用就不会被回收，如果执行了flushdb，然后再观察内存，发现确实被回收了，之前使用的页面都被完全清除。
Redis会重新使用那些尚未回收的空闲内存。

主从增量同步

Redis同步的是指令流，Master会将那些对自己状态产生修改的指令记录在本地的内存buffer，然后异步将这些指令同步到Slave，Slave一边同步指令流，一边向Master返回当前同步的偏移量。
当Slave刚刚加入进来，必须先执行一次快照同步，然后再进行增量同步。
由于增量同步的内存buffer是有限的，因此要配置合适的buffer size，防止复制的死循环。

槽位迁移感知

客户端保存了槽位和节点的映射关系表，需要及时更新，才能正常将某指令发到正确的节点中。

过期策略

Redis会将每个设置过期时间的key放在独立的Hash中，以后会定时遍历这个Hash来删除到期的key，除了定期删除外，还会使用惰性策略删除过期的key，所谓惰性策略就是当客户端在访问这个key的时候，Redis会对这个key进行检查，如果过期了就删除。

从节点的过期策略

从节点是不会进行过期扫描的，Slave对过期的处理是被动的。Master在检测到某key过期后悔在AOF文件中增加一条del指令，同步到所有的Slave，Slave通过执行del指令删除过期的key。