Redis篇：单线程 reactor 模型

Posted 2022-01-31 潜行前行

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redis 的高性能

• 纯内存访问，所有数据都在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，内存响应时间的时间为纳秒级别。因此 redis 进程的 cpu 基本不存在磁盘 I/O 等待时间、内存读写性能问题，CPU 不是 redis 的瓶颈（内存大小和网络I/O 才是 redis 的瓶颈，也就是客户端和服务端之间的网络传输延迟）

• 采用单线程模型，单线程实现简单。避免了多线程频繁上下文切换，以及同步机制加锁带来的开销

• 简单高效的基础数据结构：动态字符串（SDS），链表，字典，跳跃链表，整数集合和压缩列表。然后 redis 在这个基础上去实现用户能操作的对象：字符串，列表，哈希，集合，有序集合等对象

• reactor 模式的网络事件处理器。它使用了 I/O 多路复用去同时监控多个套接字，这是一种高效的I/O模型。reactor 相关知识可以看下这篇文章 框架篇：见识一下linux高性能网络IO+Reactor模型

为什么使用单线程

• 采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件；不存在多线程导致的切换而消耗CPU

• 不用考虑各种锁的问题，不存在加锁和释放锁的的操作，没有因为可能出现的死锁而导致的性能消耗

• 简单可维护，多线程模式会使得程序的编写更加复杂和麻烦，单线程实现易实现

redis 是单线程系统？

• 我们常说 redis 单线程是指其网络事件处理模型 reactor 是单线程

• 如果一次 client 请求会删除几百万 keys 值，那么这条命令可能会导致阻塞。在 redis 4.0 选择引入多线程来实现这一类非阻塞的命令

• 在 redis6.0 版本正式引入多线程去处理客户端的 I/O 读写响应，而 redis 命令事件的处理还是在主线程单线处理

• 假如是针对整个 redis 系统，则一直有其他线程去处理异步任务，如 AOF、RDB 的同步

redis I/O模型

• redis 处理快，不单单因为它是个单线程纯内存系统，还有它采用了 Reactor 模型，使用 I/O 多路复用来实现对外部请求的处理，减少网络连接、读写等待时间。使其在网络 I/O 操作中能并发处理大量的客户端请求，实现高吞吐率，高并发

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redis 的多线程版本I/O模型 6.0

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参考文章

• Redis深入系列-线程IO模型1

• Redis 多线程网络模型全面揭秘