1. 为什么 Redis 可以这么快

  1. 完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，执行效率高。
  2. 数据结构简单，对数据操作简单，存储结构是键值对（类似于 HashMap）。
  3. 采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗。
  4. 使用多路 I/O 复用模型，非阻塞 I/O。
    • Redis 采用的 IO 多路复用函数有：epoll、kqueue、evport、select。
    • 优先选择时间复杂度为 O(1) 的 IO 多路复用函数作为底层实现。
    • 以时间复杂度为 O(n) 的 select 作为保底。

      2. Redis 为什么是单线程的？

      因为 Redis 是基于内存的操作，CPU 不是 Redis 的瓶颈，Redis 的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽，而单线程又是容易实现的，因此没有必要使用多线程。

Redis 是单线程 Reactor 模型，通过高效的 IO 复用以及内存处理实现高性能。如果是6.0之前我会毫不犹豫说是单线程，6.0之后，我还是会说单线程，但会补充一句，IO 解包通过多线程进行了优化，而处理逻辑，还是单线程。另外，如果考虑到 RDB 的 Fork，一些定时任务的处理，那么 Redis 也可以说多进程，这没有问题。但是 Redis 对数据的处理，至始至终，都是单线程。

注：Redis 6.0 之后的版本开始选择性地使用多线程模型。这里的多线程功能，主要用于提高解包的效率。和传统的 Multi Reactor 多线程模型不同，Redis 的多线程只负责处理网络 IO 的解包和协议转换，一方面是因为 Redis 的单线程处理足够快，另一方面也是为了兼容性做考虑。因为读写网络的 Read/Write 系统调用在 Redis 执行期间占用了大部分 CPU 时间，把网络读写做成多线程的方式对性能会有很大提升。

Redis 的多线程部分只是用来处理网络数据的读写和协议解析，执行命令仍然是单线程。 之所以这么设计是不想 Redis 因为多线程而变得复杂，需要去控制 key、lua、事务、LPUSH/LPOP 等等的并发问题。

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3. 如果数据太大，Redis 存不下怎么办？

可以使用集群模式。也就是将数据分片，不同的 Key 根据 Hash 路由到不同的节点。集群索引是通过一致性 Hash 算法来完成，这种算法可以解决服务器数量发生改变时，所有的服务器缓存在同一时间失效的问题。

同时，基于 Gossip 协议，集群状态变化时，如新节点加入、节点宕机、Slave 提升为新 Master，这些变化都能传播到整个集群的所有节点并达成一致。

关于一致性哈希可参考：
https://www.yuque.com/codershenghai/javalearning/qkz5ik#d8Eol

参考

  1. 我是面试官，Redis面试攻略第一弹