چرا Redis اینقدر سریع است؟

1. ساختار داده در حافظه: Redis تمام داده‌ها را در حافظه اصلی نگه می‌دارد، که به طور قابل توجهی سریع‌تر از دسترسی به داده‌ها از دیسک است. برخلاف پایگاه‌های داده سنتی که داده‌ها را روی دیسک ذخیره می‌کنند و برای بازیابی آنها به جستجوی فیزیکی دیسک نیاز دارند، Redis به طور مستقیم به داده‌ها در حافظه دسترسی پیدا می‌کند و این امر منجر به زمان پاسخگویی بسیار سریع‌تر می‌شود.

2. مدل داده کارآمد: Redis از مدل داده‌ای مبتنی بر ساختار داده‌های ساده و کارآمد مانند رشته‌ها، لیست‌ها، مجموعه‌ها، هش‌ها و مجموعه‌های مرتب‌سازی‌شده استفاده می‌کند. این ساختارها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که عملیات رایج مانند جستجو، درج و حذف را به طور بهینه انجام دهند و به Redis اجازه می‌دهند تا این عملیات را با سرعت بالا انجام دهد.

3. عدم وجود قفل‌های سراسری: Redis از قفل‌های سراسری برای مدیریت همزمانی استفاده نمی‌کند، که می‌تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد در سیستم‌های چند کاربره تأثیر بگذارد. در عوض، Redis از قفل‌های دانه‌ای ریز در سطح ساختار داده استفاده می‌کند که به طور قابل توجهی رقابت برای منابع را کاهش می‌دهد و به Redis اجازه می‌دهد تا به طور کارآمد به درخواست‌های همزمان رسیدگی کند.

4. موتور تک رشته‌ای: Redis از یک موتور تک رشته‌ای استفاده می‌کند که به طور خاص برای پردازش درخواست‌های کوتاه و ساده بهینه شده است. این امر باعث می‌شود Redis در مدیریت حجم زیادی از درخواست‌های همزمان کارآمد باشد و از تاخیر و افت عملکرد جلوگیری کند.

5. عدم وجود پرس و جوهای پیچیده: Redis برای انجام پرس و جوهای پیچیده SQL مانند join یا aggregation طراحی نشده است. در عوض، Redis بر روی عملیات ساده و کارآمد مانند جستجو، درج و حذف تمرکز دارد که به طور قابل توجهی سریع‌تر از پرس و جوهای پیچیده SQL هستند.

6. پشتیبانی از ساختارهای داده تخصصی: Redis از ساختارهای داده تخصصی مانند مجموعه‌های مرتب‌سازی‌شده و لیست‌های محدود پشتیبانی می‌کند که برای موارد استفاده خاص مانند تابلوی امتیازات و صف‌های کاری به طور بهینه شده‌اند. این ساختارهای داده به Redis اجازه می‌دهند تا این عملیات را با کارایی بسیار بالا انجام دهد.

7. قابلیت برنامه‌نویسی Lua: Redis با Lua، یک زبان اسکریپت‌نویسی سبک و سریع، یکپارچه شده است. این امر به کاربران اجازه می‌دهد تا منطق سفارشی را مستقیماً در Redis اجرا کنند و قابلیت‌های آن را بدون نیاز به استقرار نرم‌افزار اضافی گسترش دهند.

8. بهینه‌سازی حافظه: Redis از تکنیک‌های مختلف بهینه‌سازی حافظه مانند فشرده‌سازی داده‌ها، تخصیص حافظه پویا و مدیریت حافظه پنهان استفاده می‌کند تا از استفاده کارآمد از حافظه اطمینان حاصل کند و از اتلاف حافظه جلوگیری کند.

9. قابلیت‌های شبکه سریع: Redis از پروتکل شبکه پرسرعت RESP (REplicaSynchronous Protocol) استفاده می‌کند که برای انتقال کارآمد داده‌ها بین سرورها طراحی شده است. این امر به Redis اجازه می‌دهد تا به طور موثر در سناریوهای خوشه‌ای مقیاس‌بندی شود و عملکرد بالا را در شبکه‌های توزیع‌شده حفظ کند.

در مجموع، ترکیب این عوامل Redis را به یک پایگاه داده درون حافظه بسیار سریع و کارآمد تبدیل می‌کند که برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها، از جمله ذخیره‌سازی پویا، صف‌های پیام، و پایگاه‌های داده NoSQL ایده‌آل است.