Redis 底层架构图

我给你画一张清晰、面试级、能直接看懂的 Redis 底层架构图，用文字+结构框图形式，保证你一眼吃透。

Redis 整体底层架构图

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    客户端（Java/Go/Python/CLI）              │
└───────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                            │
                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    网络通信层（Network Layer）              │
│  ┌──────────────┐  ┌───────────────┐  ┌─────────────────┐   │
│  │  Socket 监听 │  │ IO多路复用     │  │ 命令解析&协议    │   │
│  │ (bind/listen)│→ │(epoll/kqueue) │→ │(RESP 协议解析)   │   │
│  └──────────────┘  └───────────────┘  └─────────────────┘   │
└───────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                            │
                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   事件处理器（单线程核心）                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │                单线程命令执行队列                    │   │
│  │    （读/写/删除/过期/事务/Lua 全部串行执行）        │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────────┘   │
└───────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                            │
                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      内存数据核心层                         │
│  ┌─────────────┐  ┌────────────┐  ┌─────────────────────┐   │
│  │  字典 dict  │  │  数据结构  │  │  过期策略 & LRU/LFU │   │
│  │(全局哈希表)  │→ │(SDS/跳表/  │→ │  主动淘汰 + 惰性删除│   │
│  └─────────────┘  │  quicklist)│  └─────────────────────┘   │
│                   └────────────┘                             │
└───────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                            │
                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      持久化模块                             │
│  ┌───────────────┐         ┌───────────────────────┐        │
│  │   RDB 快照    │         │      AOF 日志         │        │
│  │（fork 子进程）│         │（写后日志/重写机制） │        │
│  └───────────────┘         └───────────────────────┘        │
└───────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                            │
                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     高可用 & 集群模块                       │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌────────────┐   │
│  │ 主从复制 │  │  哨兵    │  │ Redis集群│  │  事务/Lua  │   │
│  │(replication)││(sentinel)││(cluster) ││(单线程原子) │   │
│  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘  └────────────┘   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

每层核心作用一句话吃透

1. 网络层

   IO多路复用（epoll）+ Reactor 模型，一个线程扛万级连接。

2. 单线程事件循环

   所有命令串行执行，无锁、无竞争、无上下文切换，这是 Redis 快的关键。

3. 内存数据核心（灵魂）

   • 全局 dict 哈希表：O(1) 查找
   • 底层优化数据结构：SDS、quicklist、跳表、ziplist
   • 过期 key 处理：惰性删除 + 定期删除

4. 持久化

   • RDB：全量快照，快
   • AOF：增量日志，更安全
     均异步/后台执行，不阻塞主线程查询。

5. 高可用层

   主从、哨兵、集群，解决单点、扩容、故障转移。

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最核心的一张小图：Redis 单线程模型

客户端请求 → epoll 监听 → 放入队列 → 单线程依次执行 → 返回结果

没有并发，没有锁，纯内存操作 → 极快。