二、Redis单线程为什么还那么快?

为什么说Redis单线程?

Redis 的网络 IO 和键值对读写是由一个线程来完成的,这也是 Redis 对外提供键值存储服务的主要流程。

Redis什么情况下是多线程?

持久化、异步删除、集群数据同步等,其实是由额外的线程执行的。所以,严格意义来讲Redis不是单线程。

Redis为什么用单线程?

多线程编程模式面临的共享资源的并发访问控制问题。为了保证共享资源的正确性,就需要有额外的机制进行保证,而这个额外的机制,就会带来额外的开销,即使增加了线程,大部分线程也在等待获取访问共享资源的互斥锁,并行变串行。为避免这些性能消耗设计方案所以Redis采用了单线程。

Redis单线程为什么那么快?

Redis官方显示它可以达到每秒数十万级别的处理能力,这是因为Redis多方面设计的综合结果。

  • Redis采用纯内存操作,其次它采用了高效的数据结构。如:哈希表和跳表。
  • 采用I/O多路复用
  • 避免多线程编程模式面临的共享资源的并发访问控制问题。多线程和多进程切换消耗CPU,并且需要加锁、释放锁等操作,也不会出现死锁等问题。

基本 IO 模型与阻塞点?

基本IO模型

阻塞点分别是accept() 和 recv(),当 Redis 监听到一个客户端有连接请求,但一直未能成功建立起连接时,会阻塞在 accept() 函数这里,导致其他客户端无法和 Redis 建立连接。类似的,当 Redis 通过 recv() 从一个客户端读取数据时,如果数据一直没有到达,Redis 也会一直阻塞在 recv()。但是,socket 网络模型本身支持非阻塞模式。

非阻塞模式

socket执行流程:socket() 方法会返回主动套接字,然后调用 listen() ,主动套接字转为监听套接字,这样就可以监听来自客户端的连接请求。最后,调用 accept() 方法接收到达的客户端连接,并返回已连接套接字。
伪代码释义:

listen_fd = socket(TCP);
bind(listen_fd, my_addr); 
listen(listen_fd, backlog); 
while(true) {
  client_fd = accept(listen_fd); // 阻塞
  read(client_fd, request);  //  阻塞
}
Redis套接字类型与非阻塞设置

针对监听套接字,设置非阻塞模式:需要有机制(I/O多路复用)继续监听该已连接套接字,并在有数据达到时通知 Redis。

多路复用I/O 模型

Linux 中的 IO 多路复用机制是指一个线程处理多个 IO 流,就是select/epoll 机制,它们可以实现同时存在多个监听套接字和已连接套接字。为了在请求到达时能通知到 Redis 线程,select/epoll 提供了基于事件的回调机制,即针对不同事件的发生,调用相应的处理函数。如图:

基于多路复用的Redis高性能IO模型

回调机制:select/epoll 一旦监测到 FD 上有请求到达时,就会触发相应的事件。
所以,Redis 单线程对只对该事件队列不断进行处理,调用处理函数。

以连接请求和读数据请求为例:
这两个请求分别对应 Accept 事件和 Read 事件,Redis 分别对这两个事件注册 accept 和 get 回调函数。当 Linux 内核监听到有连接请求或读数据请求时,就会触发 Accept 事件和 Read 事件,此时,内核就会回调 Redis 相应的 accept 和 get 函数进行处理。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,457评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,837评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,696评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,183评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,057评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,105评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,520评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,211评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,482评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,574评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,353评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,213评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,576评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,897评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,174评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,489评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,683评论 2 335