# 前言 時間回到 2011 年 4 月， 當時我正在編寫一個用戶關系模塊， 這個模塊需要實現一個“共同關注”功能， 用于計算出兩個用戶關注了哪些相同的用戶。 舉個例子， 假設 huangz 關注了 peter 、tom 、jack 三個用戶， 而 john 關注了 peter 、tom 、bob 、david 四個用戶， 那么當 huangz 訪問 john 的頁面時， 共同關注功能就會計算并打印出類似“你跟 john 都關注了 peter 和 tom ”這樣的信息。 從集合計算的角度來看， 共同關注功能本質上就是計算兩個用戶關注集合的交集， 因為交集這個概念是如此的常見， 所以我很自然地認為共同關注這個功能可以很容易地實現， 但現實卻給了我當頭一棒： 我所使用的關系數據庫并不直接支持交集計算操作， 要計算兩個集合的交集， 除了需要對兩個數據表執行合并（join）操作之外， 還需要對合并的結果執行去重復（distinct）操作， 最終導致交集操作的實現變得異常復雜。 是否存在直接支持集合操作的數據庫呢？ 帶著這個疑問， 我在搜索引擎上面進行查找， 并最終發現了 Redis 。 在我看來， Redis 正是我想要找的那種數據庫 —— 它內置了集合數據類型， 并支持對集合執行交集、并集、差集等集合計算操作， 其中的交集計算操作可以直接用于實現我想要的共同關注功能。 得益于 Redis 本身的簡單性， 以及 Redis 手冊的詳盡和完善， 我很快學會了怎樣使用 Redis 的集合數據類型， 并用它重新實現了整個用戶關系模塊： 重寫之后的關系模塊不僅代碼量更少， 速度更快， 更重要的是， 之前需要使用一段甚至一大段 SQL 查詢才能實現的功能， 現在只需要調用一兩個 Redis 命令就能夠實現了， 整個模塊的可讀性得到了極大的提高。 自此之后， 我開始在越來越多的項目里面使用 Redis ， 與此同時， 我對 Redis 的內部實現也越來越感興趣， 一些問題開始頻繁地出現在我的腦海中， 比如說： * Redis 的五種數據類型分別是由什么數據結構實現的？ * Redis 的字符串數據類型既可以儲存字符串（比如?`"hello?world"`?）， 又可以儲存整數和浮點數（比如?`10086`?和?`3.14`?）， 甚至是二進制位（使用?SETBIT?等命令）， Redis 在內部是怎樣儲存這些不同的值的？ * Redis 的一部分命令只能對特定數據類型執行（比如?APPEND?只能對字符串執行，?HSET?只能對哈希表執行）， 而另一部分命令卻可以對所有數據類型執行（比如?DEL?、?TYPE?和?EXPIRE?）， 不同的命令在執行時是如何進行類型檢查的？ Redis 在內部是否實現了一個類型系統？ * Redis 的數據庫是怎樣儲存各種不同數據類型的鍵值對的？ 數據庫里面的過期鍵又是怎樣實現自動刪除的？ * 除了數據庫之外， Redis 還擁有發布與訂閱、腳本、事務等特性， 這些特性又是如何實現的？ * Redis 使用什么模型或者模式來處理客戶端的命令請求？ 一條命令請求從發送到返回需要經過什么步驟？ 為了找到這些問題的答案， 我再次在搜索引擎上面進行查找， 可惜的是這次搜索并沒有多少收獲： Redis 還是一個非常年輕的軟件， 對它的最好介紹就是官方網站上面的文檔， 但是這些文檔主要關注的是怎樣使用 Redis ， 而不是介紹 Redis 的內部實現。 另外， 網上雖然有一些博客文章對 Redis 的內部實現進行了介紹， 但這些文章要么并不齊全（只介紹了 Redis 中的少數幾個特性）， 要么就寫得過于簡單（只是一些概述性的文章）， 要么關注的就是舊版本（比如 2.0 、 2.2 或者 2.4 ，而當時的最新版已經是 2.6 了）。 綜合來看， 詳細而且完整地介紹 Redis 內部實現的資料， 無論是外文還是中文都不存在。 意識到這一點之后， 我決定自己動手注釋 Redis 的源代碼， 從中尋找問題的答案， 并通過寫博客的方式與其他 Redis 用戶分享我的發現。 在積累了七八篇 Redis 源代碼注釋文章之后， 我想如果能將這些博文匯集成書的話， 那一定會非常有趣， 并且我自己也會從中學到很多知識。 于是我在 2012 年年末開始創作《Redis 設計與實現》， 并最終于 2013 年 3 月 8 日在互聯網發布了本書的第一版。 盡管《Redis 設計與實現》第一版順利發布了， 但在我的心目中， 這個第一版還是有很多不完善的地方： * 比如說， 因為第一版是我邊注釋 Redis 源代碼邊寫的， 如果有足夠時間讓我先完整地注釋一遍 Redis 的源代碼， 然后再進行寫作的話， 那么書本在內容方面應該會更為全面。 * 又比如說， 第一版只介紹了 Redis 的內部機制和單機特性， 但并沒有介紹任何 Redis 多機特性（復制、Sentinel 和集群）， 而我認為只有將關于多機特性的介紹也包含進來， 這本《Redis 設計與實現》才算是真正的完成了。 就在我考慮應該何時編寫新版來修復這些缺陷的時候， 機械工業出版社的吳怡編輯來信詢問我是否有興趣正式地出版《Redis 設計與實現》， 能夠正式地出版自己寫的書一直是我夢寐以求的事情， 我找不到任何拒絕這一邀請的理由， 就這樣， 在《Redis 設計與實現》第一版發布幾天之后， 新版《Redis 設計與實現》的寫作也馬不停蹄地開始了。 從 2013 年 3 月到 2014 年 1 月這 11 個月間， 我重新注釋了 Redis 在 unstable 分支的源代碼（也即是現在的 Redis 3.0 源代碼）， 重寫了《Redis 設計與實現》第一版已有的所有章節， 并向書中添加了關于二進制位操作（bitop）、排序、復制、Sentinel 和集群等主題的新章節， 最終， 這本新版的《Redis 設計與實現》不僅介紹了 Redis 的內部機制 （比如數據庫實現、類型系統、事件模型）， 而且還介紹了大部分 Redis 單機特性 （比如事務、持久化、 Lua 腳本、排序、二進制位操作）， 以及所有 Redis 多機特性 （復制、Sentinel 和集群）。 雖然作者創作本書的初衷只是為了滿足自己的好奇心， 但了解 Redis 內部實現的好處并不僅僅在于滿足好奇心： 通過了解 Redis 的內部實現， 理解每一個特性和命令背后的運作機制， 可以幫助我們更高效地使用 Redis ， 避開那些可能會引起性能問題的陷阱。 我衷心希望這本新版《Redis 設計與實現》能夠幫助讀者更好地了解 Redis ， 并成為更優秀的 Redis 使用者。 本書的第一版獲得了很多熱心讀者的反饋， 這本新版的很多改進也來源于讀者們的意見和建議， 因此我將繼續在 www.RedisBook.com 設置 disqus 論壇（可以不注冊直接發貼）， 歡迎讀者隨時就這本新版《Redis 設計與實現》發表提問、意見、建議、批評、勘誤，等等， 我會努力地采納大家的意見， 爭取在將來寫出更好的《Redis 設計與實現》， 以此來回報大家對本書的支持。 黃健宏（huangz） 2014 年 3 月于清遠