为什么Redis是单线程连接的还那么快

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Redis到底有多快

Redis采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 K/V 数据库,由C语言编写,官方提供的数据是可以达到100000+的QPS(每秒内查询次数)。这个数据不比采用单进程多线程的同样基于内存的 KV 数据库 Memcached 差!有兴趣的可以参考官方的基准程序测试《How fast is Redis?》

Redis为什么这么快

以上几点都比较好理解,下边我们针对多路 I/O 复用模型进行简单的探讨: 多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力,在空闲的时候,会把当前线程阻塞掉,当有一个或多个流有 I/O 事件时,就从阻塞态中唤醒,于是程序就会轮询一遍所有的流(epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流),并且只依次顺序的处理就绪的流,这种做法就避免了大量的无用操作。

这里“多路”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。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),且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快,也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈,主要由以上几点造就了 Redis 具有很高的吞吐量。

Redis为什么是单线程的

我们首先要明白,上边的种种分析,都是为了营造一个Redis很快的氛围!官方FAQ表示,因为Redis是基于内存的操作,CPU不是Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且CPU不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了(毕竟采用多线程会有很多麻烦!)。

⭐ Tip
这里我们一直在强调的单线程,只是在处理我们的网络请求的时候只有一个线程来处理,一个正式的 Redis Server 运行的时候肯定是不止一个线程的,这里需要大家明确的注意一下!例如:Redis进行持久化的时候会以子进程或者子线程的方式执行。

⭐ Tip
Redis 4.0版本开始会支持多线程的方式,但是,只是在某一些操作上进行多线程的操作!所以该篇文章在以后的版本中是否还是单线程的方式需要读者考证!

注意点

我们知道Redis是用 "单线程-多路复用IO模型" 来实现高性能的内存数据服务的,这种机制避免了使用锁,但是同时这种机制在进行sunion 之类的比较耗时的命令时会使 redis 的并发下降。因为是单一线程,所以同一时刻只有一个操作在进行,所以,耗时的命令会导致并发的下降,不只是读并发,写并发也会下降。而单一线程也只能用到一个CPU核心,所以可以在同一个多核的服务器中,可以启动多个实例,组成 master-master 或者 master-slave 的形式,耗时的读命令可以完全在slave进行。

需要改的redis.conf项:

pidfile /var/run/redis/redis_6377.pid #pidfile要加上端口号
port 6377 #这个是必须改的
logfile /var/log/redis/redis_6377.log #logfile的名称也加上端口号
dbfilename dump_6377.rdb #rdbfile也加上端口号

我们不能任由操作系统负载均衡,因为我们自己更了解自己的程序,所以,我们可以手动地为其分配CPU核,而不会过多地占用CPU,或是让我们关键进程和一堆别的进程挤在一起。

CPU 是一个重要的影响因素,由于是单线程模型,Redis 更喜欢大缓存快速 CPU, 而不是多核!