1. Redis是什么
Redis是一款高性能的开源key-value存储系统。Redis以其速度快、支持多种数据结构、支持事务和持久化等特性在Web应用中被广泛使用。Redis是一个内存存储系统，所有数据都存储在内存中，所以它的读写性能非常高。
Redis支持多种数据结构，包括字符串、哈希、列表、集合和有序集合等，也支持复杂的操作，如交集、并集和排序等。Redis支持发布/订阅模式，也可以在多个节点之间进行数据复制，这使得Redis可以作为一个分布式存储系统。
2. Redis为什么快
2.1 内存存储
Redis将所有数据存储在内存中，因为内存的读写速度比磁盘要快得多。内存中的数据结构非常简单，没有复杂的索引和其他额外的开销。这使得Redis可以非常快地处理读写操作。
2.2 基于单线程
Redis是一个单线程的应用程序，它通过事件轮询机制来处理所有客户端请求。这意味着Redis不需要进行线程上下文切换，并且不需要进行锁定操作。这使得Redis的性能非常高，可以每秒处理数百万请求。
2.3 异步I/O
Redis使用异步I/O来处理客户端请求。当客户端发出请求后，Redis将请求放入事件队列中，然后继续处理下一个请求。一旦请求完成，Redis将结果返回给客户端。通过异步I/O，Redis可以在等待I/O操作完成时处理其他请求，这使得Redis的性能更高。
2.4 优化数据结构
Redis优化了数据结构以提高其性能。例如，Redis对字符串进行优化，使用SDS（简单动态字符串）代替C中的字符串。SDS是一个动态分配的缓冲区，它可以自动增长以适应新字符串的大小。Redis还对哈希和集合进行了优化，使得添加和删除元素的性能非常高。
2.5 持久化
Redis支持将数据持久化到磁盘中。Redis支持两种持久化方式：快照和日志文件。快照是一种在指定时间点上备份Redis数据的方法。Redis将快照保存到磁盘中，并在需要恢复数据时使用该快照。日志文件是一种将Redis操作记录到磁盘上的方法。Redis使用日志文件跟踪所有对数据的更改，并在需要时使用该日志文件来恢复数据。
2.6 底层实现
Redis使用C语言实现，因为C语言具有高效性能和强大的内存管理功能。在Redis的实现中，使用了很多高级技术，如位数组、跳跃表、压缩列表等。Redis使用位数组来实现布隆过滤器，以高效地检查元素是否存在。Redis使用跳跃表来快速地查询有序集合中的元素。Redis使用压缩列表来优化字符串和列表等数据结构的存储。
3. 总结
Redis之所以快，是因为它使用内存存储、基于单线程、异步I/O、优化数据结构、持久化和底层实现等多种方式来提高性能。Redis的高性能使得它成为了一个非常受欢迎的数据存储系统，并在诸如缓存、消息队列、计时器和排行榜等方面得到了广泛的应用。