【Redis】Redis 高性能IO模型原理-Toy模板网

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前言

在面试的时候遇到Redis肯定会问，Redis单线程为什么那么快呀？你可以说下你对IO多路复用的机制嘛。但是仔细一想Redis真的是单线程在运行处理嘛，其实这个单线程主要指的Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的，Redis在处理客户端的请求，包括socket读取、解析、执行、写入socket都由一个顺序串行的主线程处理。但是其他的流程比如说持久化AOF、RDB、集群数据同步等都有别的线程完成。
Redis命令工作线程是单线程的，但是，整个Redis来说，是多线程的；
【Redis】Redis 高性能IO模型原理

Redis为什么用单线程

多线程的开销
程序设计中，一般为了充分利用操作系统底层资源，都需要进行设计多线程编程，但是无脑的使用多线程编程，并不会得到一直较高的系统吞吐率。因为多线程之间存在系统资源的竞争，如果不能合理的设计对共享资源的访问，那么就可能出现串行执行的结果。
【Redis】Redis 高性能IO模型原理
在并发编程领域来说，共享资源竞争问题是必须面对的问题，否则处理不好，可能会导致数据出现紊乱。比如同时操作key1，A线程修改为1，B线程修改为2。如何保证同一时间只有一个线程在处理。并且我们需要维护对共享资源的互斥关系，在程序设计需要去考虑这些问题，因此Redis采用单线程。

单线程为什么快？

一是由于本身在内存中操作，并且利用高效的数据结构哈希表，跳表等。二是由于利用了IO多路服用机制来实现在网络IO中可以并发处理大量的客户端请求。

基本IO模型与阻塞点

如果我们操作的是简单的get key1操作，全流程就是首先监听客户端的请求（bind/listen）、Accept（建立连接）、recv（从socket获取数据）、parse(解析数据)、获取数据之后get,最后发送数据写入socket中。
【Redis】Redis 高性能IO模型原理
但是图中，在accept建立连接和recv\send过程可能出现连接建立被阻塞，或者从socket中获取不到数据。

非阻塞模式

在Socket模型中，不同的操作会返回不同的套接字类型，socket()会返回套接字，接着调用listen()返回监听套接字，然后调用accept()返回已连接套接字。
【Redis】Redis 高性能IO模型原理
当我们调用accept()套接字，如果一直没有请求建立连接，那么不会一直等待，而是返回去操作其他请求。

IO多路复用模型

IO多路复用是指一个线程可以处理多个IO流，Redis在单线程运行的情况下，可以同时监听多个套接字和已连接套接字，一旦有请求到达，Redis线程就可以处理。
FD就是多个套接字，
【Redis】Redis 高性能IO模型原理
上述流程一个线程进行监听套接字，当有对应的套接字发生时，出发对应的事件写入到对应的事件队列中，然后通过对应的事件回调函数进行处理。
但是这里其实也设计到了网络编程中的模型，以及对应的同步、异步、阻塞、非阻塞
BIO、NIO、IO多路复用，对应的select、poll、epoll等由于涉及的东西比较多，这个我在下一篇文章中具体解释下。