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redis为什么用单线程?为什么那么快?

什么是redis的单线程?redis为什么用单线程?为什么单线程Redis能那么快?下面本篇文章给大家分析分析,希望对大家有所帮助!

redis为什么用单线程?为什么那么快?

1.基本概念

  • 什么是redis的单线程(核心功能在单线程上,并不是所有功能)

    • redis的网络IO和键值对读写是由一个线程完成的(redis的核心服务)

    • redis的其他功能由额外线程完成

      • 持久化
      • 异步删除
      • 集群数据同步

【相关推荐:Redis视频教程】

2.redis为什么用单线程

  • 多线程的开销

    • 使用多线程可以增加系统吞吐率(每个请求),增加系统扩展性

    • 无限的增加线程数,导致吞吐量下降

      • 被多线程同时访问共享资源,比如共享的数据结构
      • 为了保证线程安全,导致性能的牺牲
      • 粗粒度的锁导致所有串行,系统的吞吐率随着线程的增加而增加
  • 因此为了节省并发资源的管理,redis使用单线程,保证所有操作串行化

redis为什么用单线程?为什么那么快?

redis为什么用单线程?为什么那么快?

3.单线程的redis为什么快

  • redis大部分操作都在内存上+高效的数据结构
  • redis采用多路复用机制,在网络中处理大量客户端请求,实现高吞吐率

4.socket

  • socket通信过程(网络IO处理+键值对读写+网络IO处理)

    • SimpleKV 为了处理一个 Get 请求
    • 需要监听客户端请求(bind/listen)
    • 和客户端(代码)建立连接(accept)
    • 从 socket 中读取请求(recv)
    • 解析客户端发送请求(parse)
    • 根据请求类型读取键值数据(get)
    • 最后给客户端返回结果,即向 socket 中写回数据(send)
  • 潜在的阻塞点

    • accept() 未能成功建立连接时,会一直阻塞\\

    • recv() 从客户端读取数据时,会一直阻塞\\

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  • socket的非阻塞模式
  • 保证 Redis 线程,既不会像基本 IO 模型中一直在阻塞点等待,也不会导致 Redis 无法处理实际到达的连接请求或数据
  • Linux 中的 IO 多路复用机制

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5.多路复用

  • Linux中的IO多路复用机制指一个线程处理多个IO流,select/poll

  • 在单线程下,同时存在监听多个套接字和已连接套接字

  • 具体实现

    • FD是多个套接字

    • Redis使用epoll机制,让内核监听套接字

    • Redis可以和多个客户端连接并处理请求,从而提升并发性

    • select/epoll提供了基于事件的回调机制,针对不同的事件调用对应的处理函数

      • 首先将事件放入事件队列,无需润徐请求是否实际发生,避免CPU资源浪费
      • 根据相应的事件执行响应的操作

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6.总结

  • redis真的是单线程吗

    • 对网络 IO 和数据读写的操作采用了一个线程。
  • 为什么用单线程

    • 避免多线程开发的并发控制问题。
    • 多路复用的 IO 模型密切相关。
  • 单线程为什么这么快

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