前言
Redis是一款开源的(BSD许可) 使用C语言编写的，基于内存的键值对(key,value) 数据库，其拥有多种数据类型，例如: 字符串、哈希、列表、集合 以及 有序集合 等，除此之外，还有 键过期、发布订阅等， 不仅如此，Redis好能够将内存数据落地到磁盘中，以防止机器故障导致数据丢失，所以其使用场景越来越多，从最开始单纯使用Redis做缓存，而后有艺高人胆大的人直接用Redis做主存，各位，有想过，Redis为什么会这么快么？ 今天我们就来探究下Redis为什么这么快。
我们将从一下几个步骤来剖析一下Redis为什么这么快
- 基于内存存储
- 高效的数据结构
基于内存存储
存储设备层次
Redis之所以块，是因为将其所有的数据，都放置在内存中的，在此，我们看下存储设备层次结构图。
在如上层次结构中，由上至下，访问速度会越来越慢，容量则越来越大，这里主要来看下内存和本地硬盘的具体效率。
| 类型 | 访问时间 | 备注 |
| 内存 | 小于100ns | 操作系统会将内存地址映射为虚拟的地址表，从而通过该地址进行访问的。 |
| 硬盘 | 小于3ms | 操作系统通过控制驱动程序，将硬盘中的数据加载到内存，供程序访问。 |
其中寄存器和高速缓存是基于CPU的，而内存和硬盘，则需要通过数据总线进行相连接，所以将数据放置内存中，会比放置在磁盘中要快。
数据加载至CPU执行
我们再从执行过程来来看待 通过硬盘 执行程序 和 直接在内存中 访问数据
通过上面模型图，我们可以更加清晰明了的看懂。
当我们的数据在磁盘的时候
我们想要访问磁盘的数据，我们得先将通过磁盘驱动控制器，将数据通过I/0总线再通过I/O桥加载进内存，执行的时候，需要将主存储器中的数据通过系统总线，将数据加载进寄存器，进行处理。
当我们数据在主存储器的时候
我们仅需要将主存储器中的数据通过系统总线，将数据加载进寄存器，进行处理。
高效的数据结构
我们知道，Redis是键值对数据库，所以我们将从键 和 值，分别来分析下其数据结构。
如何存储键
整个Redis数据库，都可以将其称之为一个hash表，当我们存储key的时候，会进行hash计算，得到下标，而后进行存储，这里我们不妨提出2个问题。
hashMap碰撞应当如何解决- 在
Redis中，hashmap如何进行扩缩容
如何解决hash碰撞
当遇到hashMap碰撞时，Redis采取的方法是通过拉链法来存储多个碰撞的key，当其链表长度大于1的时候，则需要进行遍历该链表从而得到我们需要查询的key。
因为有Rehash这种情况一般而言是不存在的
假设我们查询juejin这个key，通过hash算法，我们定位到下标为0处，此时发现其链表大于1，发生了hash碰撞，则需要遍历整个链表来获取其值。
如何进行hashMap扩缩容
这里就介绍一下扩容，rehash
在介绍扩缩容方法的时候，我们要确定在什么时候进行扩容和缩容，一般而言，若hashmap中保存的个数已经大于hashmap大小的时候，此时则会进行扩容。
扩容，我们也称之为rehash，其大概原理如下。
前提
redis有一个标记是否rehash的变量：rehashidx，默认为-1.
若我们hashmap存储如下
绿色代表存储有数据
若hashMap 存储的节点大于等于hashMap长度时，则会发生扩容，所谓扩容，就是在申请原有hashmap长度2倍的一个数组。此时再将redis变量rehashidx修改为0。此时就进入了rehash状态。
而后，进行增删改查的时候，都会进行一次rehash，所谓的rehash就是将old数据逐步迁移到new中，当old长度为0的时候，就代表rehash结束。
结束后，就将old数组释放掉，且将rehashidx置为-1。
如何存储值
在Redis中，我们有以下几种数据类型，分别是 字符串、哈希、列表、集合 以及 有序集合 等 ,其底层关系，我们对应出来后如下：
关于这点，我们想简单介绍下跳表。
所谓的跳表，其实是一种以空间换取时间的方法之一，其效率可以比肩红黑树，其构建要比红黑树简单的多。
我们来介绍下，为什么要有跳表。
对于一个有序的数组和有序的链表，我们不妨来分析一下几点。
例如数据如下:
我们不妨从增删改查来分析一下数组和链表的区别
| 类型 | 链表 | 数组 |
| 增 | 增加方便，无非新增节点而已 | 增加不方便，需要扩容数组 |
| 删 | 删除方便，删除节点修改指针而已 | 删除不方便，需要对数组缩容 |
| 改 | 方便，修改完毕后，重新排序即可 | 方便，修改完毕后，对数组重新排序即可 |
| 查 | 不方便，没办法做二分查找 | 方便，有多种查询方式，包括二分 |
从上述列表中，我们可以看出，在增删改中，链表都即为方便，唯独关于查询，链表由于不是通过下标进行存储的，所以没办法用类似于二分查找。
所以跳表，就是为了解决链表查询不方便的问题，其原理如下
我们再原始链表(黄色)的基础上，建立了多个索引，在查询的时候，我们先从最高层开始查询，若查询9，则查询路线为
在原链表查询，查询路径为: 1 3 5 7 9需要查询5次，而通过跳表，查询路径为：5 9，只需要2次即可。
总结
我们在本篇文章介绍了redis为什么这么快，我们暂时归纳为2个原因
- 基于内存存储
- 有高效的数据结构
这里并没有提及redis单线程特性，因为我们认为Redis核心功能不采取多线程，原因是因为Redis的瓶颈不在Cpu上面，而在内存和网络上，所以这是不提及的原因。
