1. 單線程模型（核心命令處理）

• 單線程優勢：Redis 的核心命令處理是單線程的（基于內存操作，避免多線程競爭），所有命令按順序執行，天然避免了多線程的鎖競爭和上下文切換開銷。
• 非阻塞 I/O 多路復用：通過 epoll/kqueue 等 I/O 多路復用技術，單線程可以高效處理大量并發連接，適合高并發的網絡請求場景。
• 避免長阻塞操作：單線程模型要求所有操作必須快速完成，因此需避免 KEYS *、復雜 Lua 腳本等耗時操作，防止阻塞后續請求。

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2. 原子操作

• 單命令原子性：Redis 的單個命令（如 INCR、HSET、LPUSH）是原子執行的，無需額外鎖。
• 組合命令原子性：
  • 事務（MULTI/EXEC）：通過事務將多個命令打包為一個原子操作（但無回滾機制）。
  • Lua 腳本：通過執行 Lua 腳本（EVAL/EVALSHA）實現多個命令的原子執行，適用于復雜邏輯（如庫存扣減）。

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3. 分布式鎖（解決跨進程/服務并發）

• SETNX + 超時：使用 SET key value NX PX milliseconds 實現非阻塞鎖，防止死鎖。
• Redlock 算法：Redis 官方推薦的分布式鎖算法，通過多節點協同提高鎖的可靠性（需部署多個 Redis 實例）。
• 看門狗機制：客戶端（如 Redisson）可自動續期鎖的過期時間，防止任務未完成鎖已過期。

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4. 樂觀鎖（Watch機制）

• CAS（Check-And-Set）：通過 WATCH 命令監聽鍵，若事務執行前鍵被修改，則事務失敗，需重試。

WATCH balance
balance = GET balance
if balance >= 100:MULTIDECRBY balance 100EXEC
else:UNWATCH

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5. 集群與分片

• Redis Cluster：通過分片（16384 個槽）將數據分布到多個節點，分散并發壓力。
• 讀寫分離：主節點處理寫請求，從節點處理讀請求，提升讀并發能力（需注意主從同步延遲）。

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6. 持久化與高可用

• 異步持久化：通過 RDB（快照）和 AOF（日志）持久化數據，避免阻塞主線程。
• 主從復制：數據異步復制到從節點，故障時自動切換（Sentinel 或 Cluster 模式），保證高可用。

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7. 性能優化建議

• Pipeline 批量操作：減少網絡往返次數，提升吞吐量。
• 連接池：復用連接，避免頻繁建立連接的開銷。
• 避免大 Key：單個 Key 的 Value 不宜過大（如超過 10KB），防止操作耗時。

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總結

Redis 通過單線程模型、原子操作、分布式鎖和集群分片等機制，在保證高性能的同時解決并發問題。實際應用中需結合業務場景選擇合適方案（如原子命令、Lua 腳本或分布式鎖），并注意避免阻塞操作和合理設計數據模型。