引言：
上一节简单介绍了redis的安装与使用，与redis一样的缓存组件还有memcached，大体接入方式类似，这里就不重复介绍了，大家可以google具体memcached安装以及使用方式。那么这一节将围绕redis以及memcached两大分布式最常用的缓存组件，对它们各自使用的网络IO模型进行分析。
简介：
本篇博客主要针对redis的单线程模型,epoll事件驱动。以及memcached多线程模型,libevent事件驱动进行对比分析，了解他们各自的设计思想与应用层的利弊。
目录：1.redis的单线程模型
2.memcached的多线程模型
正文:
引用一段CSDN博主对于redis架构的描述：
Redis单线程架构
1 单线程模型(linux只有轻量级进程，ps命令也会出线程，由于博主不搞底层开发，就把模拟进程称为线程)
Redis客户端对服务端的每次调用都经历了发送命令，执行命令，返回结果三个过程。其中执行命令阶段，由于Redis是单线程来处理命令的，所有每一条到达服务端的命令不会立刻执行，所有的命令都会进入一个队列中，然后逐个被执行。并且多个客户端发送的命令的执行顺序是不确定的。但是可以确定的是不会有两条命令被同时执行，不会产生并发问题，这就是Redis的单线程基本模型。
（1）纯内存访问。数据存放在内存中，内存的响应时间大约是100纳秒，这是Redis每秒万级别访问的重要基础。
（2）非阻塞I/O，Redis采用epoll做为I/O多路复用技术的实现，再加上Redis自身的事件处理模型将epoll中的连接，读写，关闭都转换为了时间，不在I/O上浪费过多的时间。
（3）单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗。
（4）Redis采用单线程模型，每条命令执行如果占用大量时间，会造成其他线程阻塞，对于Redis这种高性能服务是致命的，所以Redis是面向高速执行的数据库。
ok,看完了以上描述，我的总结是：
总体来说：
1）绝大部分请求是纯粹的内存操作（非常快速）
2）采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件
3）非阻塞IO 、epoll event loop。
Redis的单线程的行为主要是对内存的读写，这些操作其实用不了多少时间，因此瓶颈在网络I/O上面，我们一般提供较好的网络环境就可以提升Redis的吞吐量，比如提高网络带宽，除此之外还可以通过合并命令提交批处理请求（pipeline）来代替单条命令一次次请求从而减少网络开销，提高吞吐量。
我们来进一步研究redis的网络模型，redis是封装了下图几种多路复用器实现的EventLoop事件轮训，redis没有采用memcached采用的Libevent，Libevent为了迎合通用性造成代码庞大及牺牲了在特定平台的不少性能。Redis一直坚持设计小巧并去依赖库的思路，提供Socket句柄事件的多路复用器，这部分分别对于不同平台提供了不同的实现，比如epoll和select可以用于linux平台、kqueue可以用于苹果平台、evpoll可以用于Solaris平台，这里并没有看到iocp，也就是Redis对于Windows支持并不是很好。
什么是多路I/O复用？
（1） 网络IO都是通过Socket实现，Server在某一个端口持续监听，客户端通过Socket（IP+Port）与服务器建立连接（ServerSocket.accept），成功建立连接之后，就可以使用Socket中封装的InputStream和OutputStream进行IO交互了。针对每个客户端，Server都会创建一个新线程专门用于处理
（2） 默认情况下，网络IO是阻塞模式，即服务器线程在数据到来之前处于【阻塞】状态，等到数据到达，会自动唤醒服务器线程，着手进行处理。阻塞模式下，一个线程只能处理一个流的IO事件
（3） 为了提升服务器线程处理效率，有以下三种思路
（1）非阻塞【忙轮询】：采用死循环方式轮询每一个流，如果有IO事件就处理，这样可以使得一个线程可以处理多个流，但是效率不高，容易导致CPU空转
（2）Select代理（无差别轮询）：可以观察多个流的IO事件，如果所有流都没有IO事件，则将线程进入阻塞状态，如果有一个或多个发生了IO事件，则唤醒线程去处理。但是还是得遍历所有的流，才能找出哪些流需要处理。
（3）Epoll代理：Select代理有一个缺点，线程在被唤醒后轮询所有的Stream，还是存在无效操作。 Epoll会哪个流发生了怎样的I/O事件通知处理线程，因此对这些流的操作都是有意义的。
Linux下epoll属于IO多路复用，但他实际应用必须搭配no-blocking io ，执行epoll和具体业务都是在同个主进程中执行。虽然纯内存的业务操作很快，但在执行业务时，有新的请求到来那么kernel中发现readylist正在被使用时，会把就绪事件放在ovflist中当处理完readylist后，会检查ovflist是否有事件。
首先，Redis服务器中有两类事件，文件事件和时间事件。
文件事件（file event）：Redis客户端通过socket与Redis服务器连接，而文件事件就是服务器对套接字操作的抽象。例如，客户端发了一个GET命令请求，对于Redis服务器来说就是一个文件事件。
时间事件（time event）：服务器定时或周期性执行的事件。例如，定期执行RDB持久化。
在这里我们主要关注Redis处理文件事件的模型：Reactor模型
Handles ：表示操作系统管理的资源，我们可以理解为fd。
Synchronous Event Demultiplexer ：同步事件分离器，阻塞等待Handles中的事件发生。
Initiation Dispatcher ：初始分派器，作用为添加Event handler（事件处理器）、删除Event handler以及分派事件给Event handler。也就是说，Synchronous Event Demultiplexer负责等待新事件发生，事件发生时通知Initiation Dispatcher，然后Initiation Dispatcher调用event handler处理事件。
Event Handler ：事件处理器的接口
Concrete Event Handler ：事件处理器的实际实现，而且绑定了一个Handle。因为在实际情况中，我们往往不止一种事件处理器，因此这里将事件处理器接口和实现分开，与C++、Java这些高级语言中的多态类似。
2.memcached网络IO模型
Memcached是多线程，非阻塞IO复用的网络模型，分为监听主线程和worker子线程，监听线程监听网络连接，接受请求后，将连接描述字pipe 传递给worker线程，进行读写IO, 网络层使用libevent封装的事件库，多线程模型可以发挥多核作用，但是引入了cache coherency和锁的问题，比如，Memcached最常用的stats 命令，实际Memcached所有操作都要对这个全局变量加锁，进行计数等工作，带来了性能损耗。
Libevent应该算是包含了上述一些功能，总体来说也是走事件驱动+no blocking io。会有一个fd和event的mapping关系，至于linux内核对于唤醒的细节就没有多研究了，那总体对比下来，io层面的话，redis有单线程的优势、批量pipeline的优势，memcached有多核优势，但是多了一些同步的损耗，但是在内存管理方面以及集群方面，redis是动态分配，memcached是分配比较固定的chunk，那对于某些字节比chunk小的情况，就有浪费的空间，集群方面memcached服务端是没有分布式的，redis在3.0提供了cluster，这个后续讨论，具体性能对比还需要区分数据量 数据格式 集群方案等，下篇文章主要分析两者在内存管理上的区别。
