单进程单线程的Redis如何能够高并发

Posted 2020-10-22 背着吉他的王小可

redis快的原因：

1、纯内存操作
2、异步非阻塞 IO

参考文档： 

（1）http://yaocoder.blog.51cto.com/2668309/888374 
（2）http://www.cnblogs.com/syyong/p/6231326.html

1、基本原理 
采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求（尽量减少网络IO的时间消耗） 
（1）为什么不采用多进程或多线程处理？

多线程处理可能涉及到锁 
多线程处理会涉及到线程切换而消耗CPU

（2）单线程处理的缺点？

无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善

2、Redis不存在线程安全问题？ 
Redis采用了线程封闭的方式，把任务封闭在一个线程，自然避免了线程安全问题，不过对于需要依赖多个redis操作的复合操作来说，依然需要锁，而且有可能是分布式锁

3、什么是多路I/O复用（Epoll） 
（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。如果流个数为N，则时间复杂度为O（N）

（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，复杂度降低到了O(1)

4、其它开源软件采用的模型

nginx：多进程单线程模型 
Memcached：单进程多线程模型