Redis为何设计为单线程？
redis的一个特点是读写速度快，这就很容易让人误以为redis是多线程的。因为大家想当然的会认为多线程的效率要比单线程高，其实不然。BAT的一个对redis有很深了解的高级工程师曾经说过，redis就是如果所有数据都在内存里，那么单线程是效率最高的。为什么这么说呢，多线程的本质是CPU模拟出多个线程去操作，但是模拟是有代价的，学过操作系统的朋友应该知道，多线程之间切换是要切换上下文的，这也是对时间的一种消耗。
所以，对于单处理器来说，当然是单线程，无切换才是最高效率的。redis就是用一块CPU绑定了一块内存，然后对数据的操作都是在这块内存上进行的，基于此，单线程的redis已经达到了效率最大化。我们用实际数据来说明。一次CPU内存的切换大约需要1500ns，从内存中读取1MB的数据，大概需要250us，就算我一次只读1MB的数据，读1000次之后，消耗在内存切换上这种非功能性过程上的消耗就达到了1500us，这个时间开销任谁看都是不值。
此外，基于redis的单线程，我们还可以利用它提供的set key field value加nx参数的方式，来实现分布式锁。众所周知，redis并不适合做数据持久层，更多的是取代memcache做缓存，做分布式架构的支撑。分布式架构势必就要面临如何实现分布式锁的问题，通过上面的接口，无论多少个分布式节点，都可以准确的获取分布式锁。
具体使用方式如下：通常来说，set函数是不管field字段是否存在，只要写入成功就会返回1，但是如果增加了NX参数，那么如果field值在redis中已经存在，就会返回空，否则才返回1。因此用这个函数来执行获取分布式锁操作，如果返回值不为空，则加锁成功，否则代表有其他线程在操作数据，当前请求需要等待。
redis为什么把数据放到内存中？
这个问题问得有问题！！首先，redis确实是一个内存型的数据库系统，把大量数据在内存中使用，并快速存取，但是，redis提供了以数据库文件的方式持久化数据的选择，通过使用bgsave，save等命令，可以把缓存中的数据存储到磁盘中进行永久性保存！把题目换种问法！为什么内存读取比磁盘读取数据速度快？1，内存是电器元件，利用高低电平存储数据，而磁盘是机械元件(去买电脑的时候写着5400r/min或者7200r/min)，电气原件速度超级快，而磁盘因为在每个磁盘块切换的时候，磁头会消耗比较多的时间，也就是IO时间长，所以性能没发比！2，磁盘的数据进行操作的时候也都是读取到内存中，由CPU进行操作的，所以直接放在内存中的数据，读取速度肯定快了很多很多！那么内存有哪些缺点呢？1，丢数据:内存因为是存储的高低电平，断电之后数据全部丢失，而磁盘存储了二进制文件，断电以后数据依然存在！2，内存贵:一块4G的内存和一个500g的磁盘价格差不多，因为内存设计工艺要求更高，材料也更加昂贵！所以，不仅仅是redis，几乎所有的缓存系统都会先用到内存作为数据快速读取的基本保证，然后才能有扩展数据持久化的可能！redis作为分布式的可持久化的单线程的key-value缓存系统，有着大量的优点，吸引着广大开发者的关注，同时在保证数据一致性等问题上通常作为首选条件！关于redis集群，指令，开启持久化，防止内存穿透等问题，之后会有提及，敬请关注。
数据多的时候为什么要使用redis而不用mysql？
通常来说，当数据多、并发量大的时候，架构中可以引入Redis，帮助提升架构的整体性能，减少Mysql(或其他数据库)的压力，但不是使用Redis，就不用MySQL。因为Redis的性能十分优越，可以支持每秒十几万此的读/写操作，并且它还支持持久化、集群部署、分布式、主从同步等，Redis在高并发的场景下数据的安全和一致性，所以它经常用于两个场景：缓存经常会被查询，但是不经常被修改或者删除的数据；比如数据字典，业务数据中的热点数据；这样不仅提升查询效率，还可以减少数据库的压力；经常被查询，实时性要求不高数据，比如网站的最新列表、排行榜之类的数据，只需要定时统计一次，然后把统计结果放到Redis中提供查询（请不要使用select top 10 from xxxx）。
缓存可以方便数据共享，比如我先用电脑网页打开X东，选了两件商品放到购物车里面，再登录手机APP，也是可以看到购物车里面的商品的。判断数据是否适合缓存到Redis中，可以从几个方面考虑：会经常查询么？命中率如何？写操作多么？数据大小？我们经常采用这样的方式将数据刷到Redis中：查询的请求过来，现在Redis中查询，如果查询不到，就查询数据库拿到数据，再放到缓存中，这样第二次相同的查询请求过来，就可以直接在Redis中拿到数据；不过要注意【缓存穿透】的问题。
缓存的刷新会比较复杂，通常是修改完数据库之后，还需要对Redis中的数据进行操作；代码很简单，但是需要保证这两步为同一事务，或最终的事务一致性。高速读写常见的就是计数器，比如一篇文章的阅读量，不可能每一次阅读就在数据库里面update一次。高并发的场景很适合使用Redis，比如双11秒杀，库存一共就一千件，到了秒杀的时间，通常会在极为短暂的时间内，有数万级的请求达到服务器，如果使用数据库的话，很可能在这一瞬间造成数据库的崩溃，所以通常会使用Redis（秒杀的场景会比较复杂，Redis只是其中之一，例如如果请求超过某个数量的时候，多余的请求就会被限流）。
这种高并发的场景，是当请求达到服务器的时候，直接在Redis上读写，请求不会访问到数据库；程序会在合适的时间，比如一千件库存都被秒杀，再将数据批量写到数据库中。所以通常来说，在必要的时候引入Redis，可以减少MySQL（或其他）数据库的压力，两者不是替代的关系。我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解，希望能得到你的关注。
为啥Redis/Mongo这么快，就不能直接替代mysql吗？
mysql、redis、MongoDB基本上在对应的业务场景中都会用到。习惯上，所有的业务数据都是需要“落库”的，这种“落库”指关系型数据库的数据写入，可以很直观的在关系型数据库的客户端进行查询，可以持久化到磁盘空间，因 mysql 开源稳定，满足业务需求，其成为互联网公司的最优选择。而 redis 经常在高并发的请求加速、优化用户体验中用到，普遍的做法是将数据库中的数据请求一次，放入缓存中，同时返回给用户，而修改数据库时对缓存数据进行清理，保障数据一致性。
而对于mongoDB，我在业务中使用不多，但其可以高效存储二进制大对象 (比如照片、视频、消息等)，在业界得到了充分的认可。下面简述一下其各自的优缺点，仅供参考。mysql，优点：体积小、速度快、总体拥有成本低，开源，提供的接口支持多种语言连接操作；支持多种操作系统；采用完全的多线程编程，线程轻量；鉴权体系完善。
缺点：不支持热备份，但可通过binlog日志进行同步；不支持自定义数据类型；对 xml 支持不够良好，但此基本上可以忽略，目前很少见到 xml 的使用。redis，优点：读写性能优异，选择的最大理由；支持数据持久化，支持 AOF 和 RDB 两种持久化方式；支持主从复制，可以进行读写分离；数据结构丰富；缺点：不具备自动容错和恢复功能，主机从机宕机导致客户端请求失败；主机宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换 IP 后还会引入数据不一致的问题，降低了系统的可用性；Redis 的主从复制采用全量复制，网络波动时可能进行全量的数据复制，对集群造成压力；Redis 较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容比较复杂。
MongoDB，优点：弱一致性(最终一致)，更能保证用户的访问速度；文档结构的存储方式，能够更便捷的获取数；高效存储二进制大对象 (比如照片、视频、消息等)；与其他的NoSQL相比第三方支持丰富；缺点：不支持事务操作；占用空间过大；成熟的维护工具较为欠缺。个人感觉，redis 适用于数据变化快且数据库大小可预见（适合内存容量）的业务场景，其适合做关系型数据库的中间层。
redis是个单线程的程序，为什么会这么快呢？具体是快在哪里呢？
REDIS是个K-V结构的内存数据库，基于hash的内存查找是非常快的，不受磁盘IO性能的影响；其次，REDIS采用了异步非阻塞IO模型，这个性能比同步阻塞IO要好很多；再次，REDIS采用了自己实现的ae_event，没有锁，比通用的libevent性能要更好一些；最后，单线程的优势在于，不用频繁切换线程上下文，也没有各种多线程需要的数据安全的消耗。
