Redis里FIFO到底咋这么快，原理和机制简单聊聊

Redis里FIFO（先进先出）那么快，其实核心在于它根本不用真的去“排序”或“比较”，而是用一种极其简单直接的方式来管理数据，就像排队买票一样自然，它的快，是“偷懒”和“利用硬件”的结合。

最典型的FIFO场景就是当Redis被用作缓存,并且设置了maxmemory策略为volatile-lru或allkeys-lru之外的简单淘汰时（比如noeviction不淘汰，或者allkeys-random随机淘汰），但程序自身主动以FIFO逻辑管理数据，更直接的FIFO实现是使用Redis的List列表数据结构。

它的原理，说白了就是“插队尾，取队头”，Redis的List底层实现之一是一个叫双向链表的东西（来源：Redis官方文档对List数据结构的说明），你可以把它想象成一根链条，每个环节都连着前一个和后一个，当你要执行FIFO的“入队”操作时，Redis就用LPUSH或RPUSH命令，把新数据塞到链表的头部或尾部（取决于你约定的队头在哪一边），这个操作就是改一两个链接指针，速度是常数级别的，无论这个链表已经有10个数据还是1000万个数据，这个“接上去”的动作都一样快。

反过来,“出队”时，你用RPOP或LPOP从另一端把数据取出来，这个操作更简单，就是断开开头的那个链接，然后把链表的头指针指向下一个环节，同样，这个操作也是常数级别的，瞬间完成。

为什么这么快？原因有三：

1. 没有搜索成本：真正的FIFO不需要知道谁“最老”或“最新”，它只认位置，队头就是最老的，这个信息由链表结构本身直接维护着，拿的时候根本不用找。
2. 内存操作：所有数据都在内存里，链表指针的修改是纯粹的内存读写，速度是纳秒级的，比磁盘操作快成千上万倍。
3. 简单即快速：算法越简单，执行路径越短，CPU效率越高，FIFO的逻辑就是“追加”和“移除”，没有任何复杂的比较、计算或树结构的平衡操作。

再来看看缓存淘汰中的近似FIFO（实际是LRU的简化），Redis在内存满时采用的近似LRU算法，虽然名字叫LRU（最近最少使用），但为了速度，它也是一种近似FIFO的变种（来源：Redis官方文档对缓存淘汰算法的说明），它并不是给每个数据严格记录访问时间戳，而是随机采样几个键，然后从这里面挑一个最久没用的淘汰掉，当访问模式比较平均时，这个随机采样出来的“最旧”键，很可能就是最早进来的那个之一，这个机制之所以快，是因为它避免了给所有数据维护一个精确的全局时间排序队列（那会非常耗内存和CPU），而是用一点点随机性，换来了巨大的速度提升和可接受的效果。

总结一下,Redis里FIFO的快，本质是：

• 用对了数据结构：双向链表让入队出队变成O(1)的绝对快速操作。
• 利用了内存优势：所有操作在内存中进行，毫无延迟。
• 设计了“差不多就行”的聪明策略：在缓存淘汰等场景，用随机采样近似实现淘汰最旧数据，用微小的精度损失换取巨大的性能收益。

它快就快在“不较真”，它不追求绝对的、完美的顺序，而是用最直接、最物理的方式（链表指针）或最取巧的方式（随机采样）来达到90分的效果，同时把速度拉满，这就是Redis哲学的一部分：在数据结构与算法上做极致的优化，用简单和直接来换取惊人的速度。