Redis 6.0多线程介绍

Posted 2023-04-02

参考技术A

Redis作为一个基于内存的缓存系统，一直以高性能著称，
在单线程处理情况下，读速度可达到11万次/s，写速度达到8.1万次/s。

官方曾做过类似问题的回复：使用Redis时，几乎不存在CPU成为瓶颈的情况， Redis主要受限于内存和网络。

但是，单线程的设计也给Redis带来一些问题：

针对上面问题，Redis在4.0版本以及6.0版本分别引入了Lazy Free以及多线程IO，逐步向多线程过渡。

 

Redis服务器是一个事件驱动程序，服务器需要处理以下两类事件：

Redis服务器通过套接字与客户端(或者其他Redis服务器)进行连接。
文件事件就是服务器对套接字操作的抽象 。

服务器与客户端的通信会产生相应的文件事件，而服务器则通过监听并处理这些事件来完成一系列网络通信操作。
(eg: 连接accept，read，write，close等)

Redis服务器中的一些操作(eg: serverCron函数)需要在给定的时间点执行。
时间事件就是服务器对这类定时操作的抽象
(eg: 过期键清理，服务状态统计等)

Redis将文件事件和时间事件进行抽象，时间轮询器会监听I/O事件表:
一旦有文件事件就绪，Redis就会优先处理文件事件，
接着处理时间事件。
在上述所有事件处理上，Redis都是以单线程形式处理，所以说Redis是单线程的。
处理过程见下图

Redis基于Reactor模式开发了自己的I/O事件处理器，也就是文件事件处理器。
Redis在I/O事件处理上，采用了I/O多路复用技术，同时监听多个套接字，
并为套接字关联不同的事件处理函数，通过一个线程实现了多客户端并发处理。
处理过程见下图

上述的设计，在数据处理上避免了加锁操作，既使得实现上足够简洁，也保证了其高性能。
当然， Redis单线程只是指其在事件处理上 ，实际上，Redis也并不是单线程的，比如生成RDB文件，就会fork一个子进程来实现。

 

背景:
客户端向Redis发送一条耗时较长的命令，比如删除一个含有上百万对象的Set键，或者执行flushdb，flushall操作，
Redis服务器需要回收大量的内存空间，导致服务器卡住好几秒，对负载较高的缓存系统而言将会是个灾难。

为了解决这个问题，在Redis 4.0版本引入了Lazy Free， 将慢操作异步化 ，这也是在事件处理上向多线程迈进了一步。

将大键的删除操作异步化，采用非阻塞删除（对应命令UNLINK）。
大键的空间回收交由单独线程实现，主线程只做关系解除，可以快速返回，继续处理其他事件，避免服务器长时间阻塞。

意义:
Redis在4.0版本引入了Lazy Free，自此Redis有了一个 Lazy Free线程专门用于大键的回收 。
同时，也去掉了聚合类型的共享对象，这为多线程带来可能。
这为Redis在6.0版本实现了多线程I/O打下了基础。

 

Redis 6.0的多线程并未将事件处理改成多线程，而是在I/O上。
因为，如果把事件处理改成多线程，不但会导致锁竞争，而且会有频繁的上下文切换，
即使用分段锁来减少竞争，对Redis内核也会有较大改动，性能也不一定有明显提升。

流程简述如下：

见下图

 

Redis6.0的多线程默认是禁用的，只使用主线程。
如需开启需要修改redis.conf配置文件：

开启多线程后，还需要设置线程数，否则是不生效的。
同样修改redis.conf配置文件:

redis如何执行redis命令

Redis 命令

Redis 命令用于在 redis 服务上执行操作。所以我们必须要启动Redis服务程序，也就是redis安装目录下的redis-server.exe，你可以双击执行，也可以打开cmd窗口，将路径定位到Redis安装目录下，通过redis-server命令执行。

要在 redis 服务上执行命令需要一个 redis 客户端。Redis 客户端在我们之前下载的的 redis 的安装包中，也就是redis-cli.exe，同理，可以双击执行也可以通过命令执行。

语法

Redis 客户端的基本语法为：

$ redis-cli

实例

以下实例讲解了如何启动 redis 客户端：

启动 redis 客户端，打开终端并输入命令 redis-cli。该命令会连接本地的 redis 服务。

在以上实例中我们连接到本地的 redis 服务并执行 PING 命令，该命令用于检测 redis 服务是否启动。

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在远程服务上执行命令

如果需要在远程 redis 服务上执行命令，同样我们使用的也是 redis-cli 命令。

语法

$ redis-cli -h host -p port -a password

-h 服务器地址 -p 端口号 -a 密码

实例

以下实例演示了如何连接到主机为 127.0.0.1，端口为 6379 ，密码为 xxx的 redis 服务上。

当然Redis默认是没有密码的，如果要设置密码可以去配置文件中设置，我这里只是随便输了个XXX，它也是能够访问的。

所以Redis的命令是在Redis的客户端执行的，它可以对服务器进行相应的操作。