Redis 6.0进化之路：关键新特性详解

引言

????????随着技术发展的日新月异，Redis作为业界知名的开源内存数据结构存储系统，在不断演进中为开发者带来了众多令人瞩目的新特性。在2020年4月底正式发布的Redis 6.0版本中，一系列重大改进不仅提升了性能和扩展性，更强化了安全性及管理灵活性。本文将深入探讨Redis 6.0的关键新特性及其对开发实践的影响。

? ? ? ? Redis 6.0 中的几个关键新特性，分别是面向网络处理的多IO线程、客户端缓存、细粒度的权限控制，以及RESP 3协议的使用。

多线程IO处理

????????在 Redis 6.0 中，非常受关注的第一个新特性就是多线程。这是因为，Redis 一直被大家熟知的就是它的单线程架构，虽然有些命令操作可以用后台线程或子进程执行（比如数据删除、快照生成、AOF 重写），但是，从网络 IO 处理到实际的读写命令处理，都是由单个线程完成的。

????????随着网络硬件的性能提升，Redis 的性能瓶颈有时会出现在网络 IO 的处理上，也就是说，单个主线程处理网络请求的速度跟不上底层网络硬件的速度。

????????Redis 的多 IO 线程只是用来处理网络请求的，对于读写命令，Redis 仍然使用单线程来处理。这是因为，Redis 处理请求时，网络处理经常是瓶颈，通过多个 IO 线程并行处理网络操作，可以提升实例的整体处理性能。而继续使用单线程执行命令操作，就不用为了保证 Lua 脚本、事务的原子性，额外开发多线程互斥机制了。这样一来，Redis 线程模型实现就简单了。

????????在 Redis 6.0 中，主线程和 IO 线程具体是怎么协作完成请求处理的。掌握了具体原理，才能真正地会用多线程。为了方便理解，我们可以把主线程和多 IO 线程的协作分成四个阶段。

????????1、服务端和客户端建立 Socket 连接，并分配处理线程。首先，主线程负责接收建立连接请求。当有客户端请求和实例建立 Socket 连接时，主线程会创建和客户端的连接，并把 Socket 放入全局等待队列中。紧接着，主线程通过轮询方法把 Socket 连接分配给 IO 线程。

?????????2、IO 线程读取并解析请求。主线程一旦把 Socket 分配给 IO 线程，就会进入阻塞状态，等待 IO 线程完成客户端请求读取和解析。因为有多个 IO 线程在并行处理，所以，这个过程很快就可以完成。

????????3、主线程执行请求操作。等到 IO 线程解析完请求，主线程还是会以单线程的方式执行这些命令操作。

????????4、IO 线程回写 Socket 和主线程清空全局队列。当主线程执行完请求操作后，会把需要返回的结果写入缓冲区，然后，主线程会阻塞等待 IO 线程把这些结果回写到 Socket 中，并返回给客户端。

????????和 IO 线程读取和解析请求一样，IO 线程回写 Socket 时，也是有多个线程在并发执行，所以回写 Socket 的速度也很快。等到 IO 线程回写 Socket 完毕，主线程会清空全局队列，等待客户端的后续请求。

客户端缓存

????????Redis 6.0 新增了一个重要的特性，就是实现了服务端协助的客户端缓存功能，也称为跟踪（Tracking）功能。有了这个功能，业务应用中的 Redis 客户端就可以把读取的数据缓存在业务应用本地了，应用就可以直接在本地快速读取数据了。

????????当把数据缓存在客户端本地时，我们会面临一个问题：如果数据被修改了或是失效了，如何通知客户端对缓存的数据做失效处理？6.0 实现的 Tracking 功能实现了两种模式，来解决这个问题。

????????第一种模式是普通模式。在这个模式下，实例会在服务端记录客户端读取过的 key，并监测 key 是否有修改。一旦 key 的值发生变化，服务端会给客户端发送 invalidate 消息，通知客户端缓存失效了。使用普通模式时，有一点你需要注意一下，服务端对于记录的 key 只会报告一次 invalidate 消息，也就是说，服务端在给客户端发送过一次 invalidate 消息后，如果 key 再被修改，此时，服务端就不会再次给客户端发送 invalidate 消息。

????????只有当客户端再次执行读命令时，服务端才会再次监测被读取的 key，并在 key 修改时发送 invalidate 消息。这样设计的考虑是节省有限的内存空间。毕竟，如果客户端不再访问这个 key 了，而服务端仍然记录 key 的修改情况，就会浪费内存资源。

????????第二种模式是广播模式。这个模式下，服务端会给客户端广播所有 key 的失效情况，不过，这样做了之后，如果 key 被频繁修改，服务端会发送大量的失效广播消息，这就会消耗大量的网络带宽资源。

????????所以，在实际应用时，我们会让客户端注册希望跟踪的 key 的前缀，当带有注册前缀的 key 被修改时，服务端会把失效消息广播给所有注册的客户端。和普通模式不同，在广播模式下，即使客户端还没有读取过 key，但只要它注册了要跟踪的 key，服务端都会把 key 失效消息通知给这个客户端。

Access Control Lists (ACL) 权限系统

????????Redis 6.0全面引入了访问控制列表（ACL）功能，它允许管理员为不同用户分配精细到命令级别的权限，告别以往单一密码管理所有资源的局面。这一变革使得 Redis 在大型组织和复杂环境中能够更好地适应严格的权限管理和审计需求。

启用 RESP 3 协议

????????Redis 6.0 实现了 RESP 3 通信协议，而之前都是使用的 RESP 2。在 RESP 2 中，客户端和服务器端的通信内容都是以字节数组形式进行编码的，客户端需要根据操作的命令或是数据类型自行对传输的数据进行解码，增加了客户端开发复杂度。

????????而 RESP 3 直接支持多种数据类型的区分编码，包括空值、浮点数、布尔值、有序的字典集合、无序的集合等。

结论

????????Redis 6.0版本的发布标志着其在保证传统优势的同时，正朝着更加现代化、安全化和可扩展化的方向迈进。这些新特性无疑将进一步巩固Redis在高速缓存、持久化存储以及实时数据处理领域的领先地位，赋能更多企业和开发者实现高效率、高性能的应用架构设计。对于正在寻找灵活、安全且高性能数据存储方案的团队来说，Redis 6.0无疑是值得深入研究和采用的重要选择。