Redis架構的演進經歷了多個關鍵階段，從最初的內存數據庫發展為支持分布式、多模型和持久化的高性能系統。以下為具體演進路徑：

單線程模型與基礎數據結構

Redis最初采用單線程架構，利用高效的I/O多路復用（如epoll）處理并發請求。核心數據結構包括：

struct redisObject {unsigned type:4;     // 數據類型（如STRING、HASH）unsigned encoding:4; // 編碼方式（如int、hashtable）void *ptr;           // 數據指針
}

這種設計保證了原子性操作和極低的延遲，適合緩存場景。

持久化機制引入

為滿足數據可靠性需求，Redis逐步引入兩種持久化方案：

• RDB（快照）：定時生成二進制快照，使用fork子進程避免阻塞主線程
• AOF（日志追加）：記錄寫操作命令，支持fsync策略（everysec/no/always）

集群化與分布式

Redis 3.0引入原生集群方案，采用16384槽位分片：

def key_to_slot(key):crc = crc16(key)return crc % 16384

節點間使用Gossip協議通信，支持自動故障轉移和數據遷移。

多線程擴展

Redis 6.0引入多線程I/O處理（但仍保持單線程命令執行），配置示例：

io-threads 4
io-threads-do-reads yes

網絡讀寫并行化顯著提升了高并發場景下的吞吐量。

模塊化與擴展

Redis 4.0推出模塊系統，允許動態加載功能擴展。例如RedisSearch模塊：

int RedisModule_OnLoad(RedisModuleCtx *ctx) {if (RedisModule_Init(ctx,"search",1,REDISMODULE_APIVER_1)== REDISMODULE_ERR) return REDISMODULE_ERR;RedisModule_CreateCommand(ctx,"search.ft",...);
}

現代架構特性

最新版本（7.x+）的核心改進包括：

• Function API：替代LUA腳本的輕量級可編程接口
• ACL增強：基于角色的權限控制系統
• TLS支持：原生加密通信能力
• Client緩存：服務器輔助的客戶端緩存協議

架構演進始終圍繞三個核心目標：保持亞毫秒級延遲、最大化吞吐量、保證操作原子性。未來可能繼續向硬件加速（如DPU）、異構計算等方向發展。