工程哲学：Salvatore Sanfilippo（antirez）

核心要点

• 他的核心原则是少做——一个你能完整装进脑子里的小而简单的系统，胜过一个庞大、功能齐全的系统。 Salvatore Sanfilippo，网名 antirez，刻意把 Redis 做成一个小巧的存储系统：单线程、驻留内存、用整洁的 C 写成，并且对任何会增加理解难度的功能都坚决排斥。他的随笔反复回到同一个靶子——我们在添加功能时，从不计较自己引入的复杂度。¹⁵
• 他在 2009 年创造了 Redis，它后来成为世界上使用最广泛的数据库之一。 Redis——这个驻留内存的数据结构存储系统——于 2009年2月26日首次发布，源于他为意大利创业公司 LLOOGG（一款实时网络日志分析器）扩展规模的尝试。此后十一年间，他一直是它唯一的维护者和“终身仁慈独裁者”。¹²
• Redis 的单线程是有意为之的设计，而这正是一项优点。 Redis 不去追逐多核吞吐量，而是在单个线程上逐条执行命令——这消除了竞态条件和锁开销，让模型保持简单，而且速度足够快，因为正如 Redis FAQ 所言：“对 Redis 而言，CPU 成为瓶颈的情况并不常见，通常 Redis 受限于内存或网络。”⁷
• 他把代码视作由人写给人看的东西。 在《Writing system software》系列随笔中，他主张源代码“应当被阅读，而不仅仅是被执行，因为它是由人写给人看的”，而可读代码的目标是“降低读者在阅读代码时需要付出的努力，以及需要装进脑子里的细节数量”。⁴

原则

“我们正在摧毁软件，因为在添加功能或优化某个维度时，我们不再把复杂度纳入考量……我们正在用一条荒谬的依赖链摧毁软件，让一切都变得臃肿而脆弱……我们正在摧毁软件，因为我们造出的系统不再能向下缩放：简单的事情在任何系统里都应当简单地完成。” —— Salvatore Sanfilippo，《We are destroying software》⁵

大多数工程是做加法。有人提出一个功能需求，于是你把它加上。某个依赖能省下一周时间，于是你把它引进来。某项优化能让一位用户受益，于是你把它写进核心。每一步看上去都局部合理——而它们的总和，是一个再没有人能完整装进脑子里的系统。Sanfilippo 的本能恰恰相反。在他的哲学里，最危险的一行代码，是你没有先问自己“是否根本可以不写”就写下的那一行。少做。 问题从来不是“这东西还能做什么”，而是“它可以不做什么，却依然值得使用”。⁵

这条原则最清晰的体现就是 Redis 本身。它在命令执行上是单线程的——这个选择在 2009 年看上去几乎是离经叛道，当时整个行业都在争相压榨多核性能。¹⁷ 但其中的推理，正是把原则落成了架构。一个一次只执行一条命令的单线程，没有竞态条件，没有锁，没有读到一半被打断的数据，也没有两个线程同时改写同一个键的 bug。心智模型坍缩成一个人真正能够推理的东西：命令一条接一条、按顺序、原子地发生。而在实践中它几乎没有放弃什么，因为在 CPU 成为限制之前，Redis 早就“受限于内存或网络”了。⁷ 并发带来的复杂度，是 antirez 拒绝为之买单的成本——而那份收益，绝大多数工作负载根本用不上。

这种拒绝有两位同伴相随，正是它们让拒绝变得划算。第一位是丰富的原语：Redis 不把每个问题都硬塞进单一的键值模型，而是把字符串、哈希、列表、集合、有序集合和流作为原生数据结构提供出来，于是合适的工具往往一开始就在工具箱里。¹ 第二位是写给人看的代码：他坚持源代码是“由人写给人看的”，好的代码会降低“读者需要装进脑子里的细节数量”。⁴ 给人几样强大的原语，做得比他们要求的更少，并把整个东西写成一个人仍能读懂的样子。 这就是原则，而 Redis 就是证明。

背景

Salvatore Sanfilippo 于 1977年3月7日出生在意大利西西里的坎波贝洛迪利卡塔（Campobello di Licata）。¹ 他在西西里南部一个边缘地区长大，靠近杰拉（Gela），十七岁时搬到巴勒莫学习建筑——这个学位他从未读完，后来把重心转向计算机科学，并且基本上靠自学学会了编程。¹ 值得记住的细节是，他是自学成才的，没有读完大学的计算机科学学位；这门手艺来自动手做事，而非来自一纸文凭。这在本系列中是个反复出现的形状——一位深耕实践者，其权威建立在他造出了什么，而非别人教了他什么。

他在这个领域留下的第一个印记是在安全领域，而非数据库。他写了 hping，一个用于 TCP/IP 协议、面向安全测试的开源数据包生成与分析工具。¹ 更具影响力的是，他在 1998 年公布了空闲扫描（idle scan）——一种隐蔽的端口扫描技术，最初称为“dumb scan”，它能判断目标上哪些服务处于开放状态，“而不会留下指向自身的痕迹”。⁶ 它的工作原理是利用一个旁路信道：一台空闲的第三方“僵尸”主机，其 IP ID 计数器可被预测，攻击者把它当作盲代理来推断目标的响应。⁶ 这一技术足够巧妙，被纳入了 nmap 和 hping，至今仍在其中。⁶ 这与后来定义 Redis 的本能如出一辙——在一个看似困难的问题底下，找到那个优雅的机制。

Redis 本身源于一个实实在在的扩展难题。在 2000 年代末，Sanfilippo 经营着 LLOOGG，一家正在构建实时网络日志分析器的意大利创业公司，而当时已有的数据库跟不上他所需的写入速率。¹ 于是在 2009 年，他自己造了一个驻留内存的存储系统，并于 2009年2月26日发布了 Redis。¹² 它迅速传播开来，赞助方也随着它的崛起而更替：VMware 于 2010年3月聘用了他，Pivotal Software（VMware 的一家分拆公司）于 2013年5月接手赞助，Redis Ltd. 又在 2015年6月接过来。¹ 他担任了该项目唯一的维护者和 BDFL 长达十一年，随后在 2020年6月30日卸任，由 Yossi Gottlieb 和 Oran Agra 接棒。¹ 2024年12月，他重返 Redis，担任布道者和活跃的贡献者——这是一位难得的创造者，在巅峰时离开，又回来了。¹

作品

Redis 及其数据结构：强大的原语，而非一块空白的键值画布

先从 Redis 与众不同之处说起，因为它正是原则落成的产品。大多数键值存储给你的恰恰只是那一点东西——一个键、一坨不透明的值，以及自己搭建其余一切的负担。Redis 则提供作为原语的丰富数据结构：字符串、哈希、列表、集合、有序集合，以及自 Redis 5.0 起的流。¹ 每一种都是原生的、服务器端的类型，带有各自的命令，于是那些你本来要在应用代码里手工实现的数据结构，已经住在数据库里，由那个单线程原子地操作。¹⁷ 它带来的回报是：棘手的应用功能坍缩成寥寥几条命令，因为合适的原语早就在那里了。

最鲜明的例子是有序集合（ZSET）。它是一个由唯一成员组成的集合，每个成员携带一个浮点分数，而 Redis 让这些成员“按顺序排列”——排序是数据结构本身的属性，而非在请求时才计算出来的东西。³ 在底层，它是一个双端口结构，一个跳表搭配一个哈希表，这带来了 O(log(N)) 的插入，以及读取已排序结果时零额外开销。³ 你用 ZADD 添加或更新某个成员的分数，用 ZRANK（从低到高）或 ZREVRANK（从高到低）读取某个成员的排名。³ 它最典型的用例，正是每款游戏都需要、而每个传统数据库都头疼的那一个：排行榜。正如 Redis 文档所说：“你可以用有序集合，轻松维护一款大型在线游戏中最高分的有序榜单。”³

它作为工程为何重要：在关系型数据库里做一个排行榜是真正的折磨。每次分数变化都意味着一次 UPDATE，而每一次“这位玩家排第几”的查询，都意味着对整张表的 ORDER BY，或者维护一个索引——这些工作量随玩家数量增长，并在高负载下相互争用。而在 Redis 里，排名是结构固有的。ZADD 的开销是 O(log(N))，ZREVRANK 的开销是 O(log(N))，而且集合本来就排好序了，所以读取前十名轻而易举。³ 这个功能变简单，不是因为 Redis 在做同样的工作时更快——而是因为 Sanfilippo 选择提供了一个其形状本身就是解法的原语。这就是从用户一侧看到的“少做”：数据库把难的部分做了一次，于是上千个应用永远都不必再做。

单线程与驻留内存：把简单当作设计的中心

Redis 做了两个看似限制、实则正是其力量之源的选择。它是驻留内存的——工作数据集存放在 RAM 中，持久化则通过快照和一个追加写文件叠加实现——而且在命令执行上是单线程的，在单个核心上一次处理一个请求。¹⁷ 这两个选择都是乔装打扮的“少做”。

单线程这个决定更违反直觉，而其中的推理值得跟着走一遍。一个多线程的存储系统必须协调对共享数据的并发访问——锁、原子操作、无锁结构、内存屏障——而正是这套机制，藏着数据库里多得吓人的 bug 与难以预测的延迟。通过一次只执行一条命令，Redis 让每条命令在构造上就是原子的：没有需要推理的交错，没有会忘记的锁，没有要调试的竞态。⁷ 官方 FAQ 对此代价为何如此之小说得很直白：“对 Redis 而言，CPU 成为瓶颈的情况并不常见，通常 Redis 受限于内存或网络”，而单线程“避免了竞态条件以及与线程相关的、消耗 CPU 的上下文切换”。⁷ 这个设计放弃的吞吐量，本就是大多数工作负载永远用不上的；它换来的简单，则在每一行代码、每一次凌晨三点的调试中被一一偿还。

这与他在随笔中那种拒绝添加复杂度的脾性如出一辙。他把这种失败模式刻画得很精确：“我们正在摧毁软件，因为在添加功能或优化某个维度时，我们不再把复杂度纳入考量。”⁵ 多线程恰恰是那种优化——只针对一个维度，也就是原始 CPU 吞吐量——它本会成倍放大系统的复杂度，换来的却是大多数用户从不需要的收益。对它说不，让 Redis 保持为一个人能装进脑子里的系统，而正是这一属性，让一个人维护了它十一年。¹

这门手艺：写给人看的 C，以及为注释辩护

第三部分作品不是一项功能，而是一种关于代码该如何被写就的立场。Sanfilippo 用 C 写 Redis——一门没有护栏的语言，程序员要对每一个字节负责——而他把那份 C 的可读性当作头等大事，而非事后才补的东西。他的随笔《Writing system software: code comments》是一篇异常直接的论证，主张源代码首先作为沟通而存在。他写道，代码“应当被阅读，而不仅仅是被执行，因为它是由人写给人看的”。⁴ 可执行的行为只是工作的一半；另一半属于下一个人——往往就是未来的你——他得读懂它。

从这个前提出发，他推导出一套关于注释与清晰度的工作理论。他主张，可读代码的目标是“降低读者在阅读代码时需要付出的努力，以及需要装进脑子里的细节数量”。⁴ 当一条注释能消除读者本来不得不自行重建的细节时，它就赢得了自己的位置——一个不显然的选择为何如此、一个函数所假设的不变量、一条快速路径存在的理由。这是最深层意义上的手艺：不是耍聪明，而是为后来者着想。它与“少做”原则严丝合缝地配套，因为系统越小、越简单，需要承载的细节就越少，代码也就能对仅剩的那些细节越诚实。

同样的信念驱动着他对软件走向的更广泛批评。他警告人们提防“一条荒谬的依赖链，让一切都变得臃肿而脆弱”，也提防那些“不再能向下缩放”的系统：“简单的事情在任何系统里都应当简单地完成。”⁵ Redis 就是他这一论点的可执行版本——一个依赖很少、核心小而可懂、且简单之事始终保持简单的系统。手艺不是工程之上的装饰；它就是工程。

方法

把 Redis、空闲扫描、关于注释与复杂度的随笔，以及那个单线程放在一起读，同样的几项承诺一再浮现。Sanfilippo 的方法与其说是一句口号，不如说是一组固定的习惯。

少做——最危险的代码，是你本不必写的那些。 最具定义性的习惯是做减法：在添加一个功能、一个依赖或一项优化之前，先问系统能否在没有它的情况下存活。他直接点名了这种失败模式——添加复杂度时“没有把它纳入考量”。⁵ 这个教训远远超出数据库的范畴：你没写的每一行，都是不会出错、不会让下一位读者困惑、也不必维护十年的一行。这是把最小可敬产品用在系统核心的层面上——交付那个真正值得使用的最小之物，并顶住它持续要膨胀的压力，守住它的小。

交付强大的原语，而非预制的策略。 Redis 交给你有序集合、流和哈希——一些通用的结构，你能用它们搭出排行榜、队列和限流器——而不是为每一样都做一个定制功能。³ 这个固定习惯，是去找到那个能解决一整类问题的底层机制，并交付那个东西，于是数据库把难的部分做一次就够了。这与 Roberto Ierusalimschy 用 Lua 的表和元表下的注是同一个——给人锋利、通用的杠杆，让他们自己搭出其余部分——而这份亲缘并非偶然，因为 Redis 内嵌了 Lua，正是为了做这件事。

即便以吞吐量为代价，也要选择简单。 单线程设计是最清晰的一例：Redis 在命令执行上拒绝多核并行，因为它换来的简单——没有竞态、没有锁、在构造上即原子——比那些核心更值钱，而且 CPU 本就很少是瓶颈。⁷ 这门功夫，在于知道究竟是哪个维度在真正约束你，并拒绝用复杂度去优化一个并不构成约束的维度。这是把证据门槛用在性能上：不要因为并发听起来很快就把它加进去；去测量瓶颈究竟在哪，而大多数时候，它不是 CPU。

为下一个读它的人写代码。 源代码“是由人写给人看的”，而一条注释的职责，是降低读者必须承载的细节。⁴ 这个习惯，是把可读性和解释性注释当作正确性的一部分，而不是日后才补的点缀——因为一个无人能懂的系统，就是一个无人能安全更改的系统。这与 Donald Knuth 用文学式编程推到极致的、那种以人为中心的手艺是同一种：程序是一篇面向人的文章。

把整个系统装进一个脑子里。 Redis 之所以能由一个人维护十一年，是因为它被保持得足够小，小到一个人就能读懂。¹ 这份固定承诺，是把“能被一个个体读懂”当作一项硬性设计约束——一旦系统膨胀到超出一个头脑所能容纳，你就丢掉了那个让它值得信赖的东西。这是 Linus Torvalds 与 Unix 传统共有的独人手艺本能：一件工具有清晰、有界的职责，被深深地拥有和理解，而非铺得到处都是、层层转包。

影响链

谁塑造了他

Unix 与 C 的传统。 Sanfilippo 亲手用 C 写系统软件，对每一个字节都怀着在意——这是 Thompson 与 Ritchie 的血脉，那里小工具把一件事做好，语言给你完全的控制权和完全的责任。⁴ 他坚持代码是写给人读的，正是那个传统中可读 C 的伦理，被带进了数据库时代。（奠基性影响）

1990 年代末的安全与网络黑客文化。 在 Redis 之前有 hping 和空闲扫描——底层的数据包工作，要求对 TCP/IP 有精确的心智模型，以及一双黑客的眼睛，能看见藏在协议里那个优雅的旁路信道。¹⁶ 那种在看似困难的问题底下找到巧妙机制的习惯，与造出 Redis 数据结构的，是同一种。（直接影响）

一个真实产品的约束。 Redis 不是在抽象中设计出来的；它是被 LLOOGG 的需求逼出来的——要以快过当时数据库所允许的速度吞入网络日志。¹ 是一个具体而紧迫的问题所施加的压力——而非为造数据库而造数据库的欲望——把 Redis 塑造成了恰好做必要之事、且几乎不多做的样子。（奠基性影响）

他塑造了谁

一代应用架构。 Redis 成了缓存、会话存储、限流、实时排行榜和发布/订阅的默认选择——普及到“在它前面摆个 Redis”已成为下意识的工程建议，它的数据结构重塑了开发者对一个数据库能提供什么的想象。¹³

“丰富原语”这一派数据存储。 通过证明一个存储系统可以把有序集合和流作为一等类型来交付，而非不透明的值，Redis 把整个领域推向了更丰富的服务器端数据结构，远离了那块空白的键值模型。（定义领域的影响）

为小巧、有主见、单作者系统所作的辩护。 Redis 站在那里，作为一份可运行的证明：一个刻意做小、由一个有品味的人维护的系统，能成为全球性的基础设施——这个论点，在此后每一个“少做”、最少依赖、核心可懂的设计中回响。⁵

贯穿线

Sanfilippo 与本系列里的极简主义者们坐在一起——这些建造者相信，工程的最高形式是减法。Rich Hickey 在《Simple Made Easy》中划下了界线：简单意味着未被缠绕，一折、一事，而复杂是我们为图方便而加进去、却要永远偿还的那种交错。Redis 就是这个论点被编译成 C——一个单线程，于是只有一件事，而非并发那团缠结；丰富的原语，于是数据结构不与应用代码纠缠在一起。⁵⁷ 而 Roberto Ierusalimschy 把 Lua 造得小到一个人就能读懂，交付机制而非策略——这与 Redis 用它的原语下的是同一个注，也正因如此，Redis 内嵌了 Lua，让用户能针对这些原语进行原子的脚本操作。两者都承自 Thompson 与 Ritchie 的 Unix 经济学：一件工具有一个清晰的职责，用可读的 C 写成，小到可以整体读懂。当 Hickey 说让它保持简单，而不只是容易、Ierusalimschy 说交付杠杆，而非规则时，Sanfilippo 说的是：少做——给人强大的原语，一次只跑一条，让模型能留在你脑子里，并为下一个读它的人写下每一行。（系列桥接）

我从中所得

我从 antirez 身上留住的教训是：我没写的代码，是系统里最有价值的代码。 我的本能，和大多数建造者一样，是靠添加来解决问题——一个功能、一个依赖、一个线程、一项聪明的优化。Redis 是一场长达十一年的论证：那个添加，通常才是错误。单线程设计是我想得最多的一个：他拒绝了所有人都说你必须做的那件事——压榨多核——因为它带来的复杂度，配不上一份他的工作负载从不需要的收益。⁷ 如今当我造东西时，我借来的问题是“我能拒绝添加什么，却依然交付出值得使用的东西？”因为我略去的每一行，都是不会出错、不会令人困惑、也不会在未来十年索要维护的一行。少做比多做更难，也远更经久。

第二个教训是：代码是写作，而读者是个人。 把源代码当成给机器的指令、测试一通过就收手，是很容易的。Sanfilippo 把它当作沟通——“由人写给人看的”——并以下一个读者得在脑子里承载多少细节来评判它。⁴ 这为我重新框定了注释：它不是要被压到最少的噪音，不是为不清晰的代码道歉，而是我把为什么交到下一个人手里的地方——那个他永远无法从是什么里重建出来的为什么。为读者而写的功夫，与少做的功夫密不可分，因为系统越小、越简单，它的代码就能越诚实——多年以后，某个人也就越有可能仍然把整个东西装进脑子里。这正是把质量是唯一的变量读作克制：那个对的小东西，写给人看、并抵御住膨胀，便成了世界可以立足其上的基础设施。

常见问题

什么是 Redis？

Redis 是一个开源的、驻留内存的数据结构存储系统，由 Salvatore Sanfilippo（antirez）创造，于 2009年2月26日首次发布。¹² 它不像普通的键值缓存那样存储不透明的值，而是提供丰富的原生数据结构——字符串、哈希、列表、集合、有序集合和流——由服务器原子地操作。¹ 由于工作数据集存放在 RAM 中（持久化通过快照和一个追加写文件实现），它极快，这正是它成为世界上使用最广泛的数据库之一的原因，被用于缓存、会话存储、队列、限流、实时排行榜和发布/订阅。¹⁷

antirez 是谁？

antirez 是 Salvatore Sanfilippo 的网名，他是一位意大利（西西里）自学成才的程序员，1977年3月7日出生在西西里的坎波贝洛迪利卡塔。¹ 他最为人所知的身份是 Redis（2009）的创造者，作为唯一的开发者和 BDFL 维护了它十一年，于 2020年6月30日卸任，又在 2024年12月重返该项目。¹ 在 Redis 之前，他做过引人注目的安全工作——编写了 hping 数据包工具，并在 1998 年发明了空闲扫描，一种后来被纳入 nmap 的隐蔽端口扫描技术。¹⁶ 他在自己的博客 antirez.com 上，就简单性、代码注释以及系统软件这门手艺写下深思熟虑的文字。⁴⁵

Redis 为什么是单线程的？

Redis 在单个线程上一次执行一条命令，因为对它的工作负载而言，这份简单比多核吞吐量更值钱。单线程让每条命令在构造上即原子——没有竞态条件、没有锁、也没有需要推理的、读到一半被打断的数据。⁷ 而它在实践中代价很小：正如 Redis FAQ 所解释的，“对 Redis 而言，CPU 成为瓶颈的情况并不常见，通常 Redis 受限于内存或网络”，而单线程“避免了竞态条件以及与线程相关的、消耗 CPU 的上下文切换”。⁷ 这是 Sanfilippo“少做”原则的架构化身——拒绝那种去优化一个（CPU）本就很少构成约束的维度的复杂度。⁵⁷

什么是 Redis 有序集合？

Redis 有序集合（ZSET）是一个由唯一字符串成员组成的集合，每个成员关联一个浮点分数，成员会自动按分数顺序排列。³ 你用 ZADD 命令设置或更新某个成员的分数，用 ZRANK（分数从低到高）或 ZREVRANK（从高到低）读取它的位置；该结构始终保持有序，所以读取已排名的结果无需任何额外的排序工作。³ 在内部，它使用一个跳表搭配一个哈希表，带来 O(log(N)) 的插入和 O(log(N)) 的排名查找。³ 它最经典的用途是实时排行榜——这个在关系型数据库里令人头疼的功能，在 Redis 里坍缩成寥寥两三条命令，因为合适的原语早已存在。³

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