Why_Redis_Fast

---

1️⃣ Redis chạy hoàn toàn trên RAM

💡 RAM nhanh hơn ổ cứng (HDD/SSD) hàng trăm lần.

• Redis lưu trữ toàn bộ dữ liệu trên RAM thay vì ổ cứng, giúp truy vấn nhanh hơn so với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu truyền thống (MySQL, PostgreSQL).

• Thay vì phải tìm kiếm trên disk, Redis chỉ cần lấy dữ liệu từ bộ nhớ, rút ngắn thời gian phản hồi xuống microseconds.

🔥 So sánh tốc độ truy cập:

Công nghệ	Tốc độ trung bình
HDD	~10ms
SSD	~0.1ms
RAM	~100ns (nanoseconds)

2️⃣ Redis sử dụng mô hình Single-threaded với Event Loop hiệu suất cao

💡 Redis chạy trên một luồng duy nhất (Single-threaded), giúp loại bỏ các vấn đề về context switching và locking.

🔥 Lợi ích của Single-threaded: ✅ Không tốn tài nguyên vào quản lý thread. ✅ Tránh được race condition và deadlock. ✅ Dữ liệu luôn nhất quán mà không cần cơ chế khóa (locking).

📌 Cách Redis xử lý request:

1. Client gửi request qua TCP socket.

2. Redis đặt request vào hàng đợi event loop.

3. Redis xử lý tuần tự từng request một cách cực nhanh.

4. Gửi kết quả về client mà không cần context switching.

⚡ Kết quả: Hiệu suất cao, giảm overhead, giúp Redis có thể xử lý hàng triệu request/giây.

3️⃣ Cấu trúc dữ liệu tối ưu hóa cho tốc độ

💡 Redis không sử dụng bảng như SQL mà lưu trữ dưới dạng Key-Value với các cấu trúc dữ liệu được tối ưu sẵn.

🔥 Các cấu trúc dữ liệu trong Redis:

Kiểu dữ liệu	Đặc điểm
String	Truy xuất O(1) (cực nhanh).
List	Hỗ trợ push/pop đầu/cuối O(1).
Set	Truy xuất nhanh, loại bỏ phần tử trùng.
Hash	Lưu trữ key-value dạng dictionary, tối ưu memory.
Sorted Set	Sắp xếp tự động, tìm kiếm nhanh O(log N).
Bitmap & HyperLogLog	Xử lý bit-level, tối ưu cho counting & analytics.

⚡ Kết quả: Truy xuất nhanh, không cần index phức tạp như SQL.

4️⃣ Giao thức truyền tin (Redis Protocol) siêu nhẹ

💡 Redis sử dụng RESP (REdis Serialization Protocol) – một giao thức nhị phân đơn giản và tối ưu.

🔥 Lợi ích của RESP: ✅ Cấu trúc đơn giản, ít tốn tài nguyên. ✅ Tốc độ parse nhanh hơn JSON/XML. ✅ Dữ liệu được truyền dưới dạng byte stream, giảm băng thông.

📌 Ví dụ một request đơn giản trong Redis: Client gửi:

SET user:1 "John Doe"

Redis phản hồi cực nhanh:

+OK

⚡ Kết quả: Giảm độ trễ, tăng tốc độ giao tiếp giữa client và Redis server.

5️⃣ Redis hỗ trợ Pipeline – Xử lý nhiều request cùng lúc

💡 Pipeline cho phép client gửi nhiều request mà không cần đợi response từng cái.

🔥 So sánh bình thường vs pipeline: 🚶 Bình thường:

SET key1 value1  -> Response
SET key2 value2  -> Response
SET key3 value3  -> Response

🚀 Pipeline:

SET key1 value1
SET key2 value2
SET key3 value3

🔥 Một lần gửi – Một lần nhận response → Giảm số lần round-trip giữa client & server, tăng tốc xử lý lên đến 10 lần.

⚡ Kết quả: Giảm network latency, tăng throughput.

6️⃣ Caching Mechanism – Tránh đọc lại dữ liệu từ database

💡 Redis có cơ chế cache thông minh, giúp giảm số lượng truy vấn đến database backend.

🔥 Lợi ích khi dùng Redis làm cache: ✅ Truy xuất nhanh: Lưu kết quả query để phục vụ request sau. ✅ Giảm tải database: Hạn chế truy vấn SQL nặng. ✅ TTL (Time-To-Live): Xóa cache tự động sau một khoảng thời gian.

🚀 Kết luận: Tại sao Redis nhanh?

Lý do	Mô tả
RAM-based Storage	Truy xuất nhanh hơn HDD/SSD hàng trăm lần.
Single-threaded Event Loop	Không bị context switching, overhead thấp.
Optimized Data Structures	Các cấu trúc dữ liệu được thiết kế cho tốc độ cao.
Lightweight Protocol (RESP)	Giao tiếp giữa client và server siêu nhanh.
Pipeline Processing	Gửi nhiều request cùng lúc, giảm độ trễ mạng.
Efficient Caching	Giảm tải database, phục vụ dữ liệu ngay lập tức.