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开源网站建设,销售助手app最新版本,电脑租赁平台哪个好,做网站公司 深圳信科我们通常说Redis是单线程#xff0c;主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。 但redis的其他功能#xff0c;比如持久化、异步删除、集群数据同步等#xff0c;其实是由额外的线程执行的。 Redis为什么用单线…        我们通常说Redis是单线程主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。 但redis的其他功能比如持久化、异步删除、集群数据同步等其实是由额外的线程执行的。 Redis为什么用单线程 多线程的开销会比较大针对一些复杂的操作需要考虑多线程编程模式面临的共享资源并发访问控制问题。对于并发访问控制如果只是采用粗粒度的互斥锁那么即时增大了线程也会导致大部分线程在等待获取访问共享资源的互斥锁并行边串行系统吞吐率并没有随着线程的增加而增加。而且采用多线程开发一般会引入原语来保护共享资源的并发访问这也会降低代码的易调试性和可维护性。 为了避免这些问题。redis直接采用了单线程模式。 单线程Redis为什么那么快 redis能使用单线程模型达到每秒数十万级别的处理能力这是因为Redis多方面设计选择的一个综合结果 redis大部分操作在内存上完成采用高效的数据结构例如哈希表和跳表他是实现高性能的一个重要原因。采用多路复用机制使其在网络IO操作中能并发处理大量的客户端请求实现高吞吐率。 在学习多路复用之前要弄明白网络操作的基本IO模型和潜在的阻塞点。毕竟redis是采用单线程进行IO如果线程被阻塞了就无法进行多路复用了。 基本IO模型与阻塞点 simpleKV最基本的一种实现是在一个线程中依次执行一系列操作。 以get请求为例SimpleKV为了处理gei请求需要监听客户端请求bind/listen和客户端建立连接accept从socket中读取请求recv解析客户端发送的请求parse根据请求类型读取键值数据get最后给客户端返回结果即向socket中写回数据send。 redis基本IO模型 在这里的网络IO操作中有潜在的阻塞点分别是accept()和recv()。当Redis监听到一个客户端有连接请求但一直未能成功建立连接时会阻塞在accept()函数这里导致其他客户端无法和Redis建立连接同样当Redis通过recv()从一个客户端读取数据时如果数据一直没有到达redis也会一直阻塞在recv()。 这就导致redis整个线程阻塞无法处理其他客户端请求效率很低。幸运的是socket网络模型本身支持非阻塞模式。 非阻塞模式 想要使用socket的非阻塞模式就必须要了解三个函数的调用返回类型和设置模式。 在socket模型中不同操作调用后会返回不同的套接字类型。socket()方法会返回主动套接字然后调用listen()方法将主动套接字转化为监听套接字此时可以监听来自客户端的了解请求。最后调用accept()方法接收到达的客户端连接并返回已连接套接字。 redis套接字类型与非阻塞设置 针对监听套接字可以设置非阻塞模式当redis调用accept()但一直未有连接请求到达时redis线程可以返回处理其他操作而不用一直等待。但要注意的是调用accept()时已经存在监听套接字了。 虽然redis线程可以不用一直等待但是总得有机制继续在监听套接字上等待后续连接请求并在有请求是通知redis。 类似的我们可以针对已连接套接字设置非阻塞模式redis调用recv()后如果已连接套接字上一直没有数据到达redis同样可以返回处理其他操作。我们也需要有机制继续监听该已连接套接字并在有数据达到时通知redis。 这样才会保证redis线程既不会像基本IO模型中一直在阻塞点等待也不会导致redis无法处理实际到达的连接请求或数据。 到此可以继续了解linux上的IO多路复用机制。 基于多路复用的高性能IO模型 Linux中IO多路复用机制是指一个线程处理多个IO流就是我们经常听到的select/epoll机制。简单来说在redis只运行单线程的情况下该机制允许内核中同时存在多个监听套接字和已连接套接字。内核会一直监听这些套接字上的连接请求或数据请求。一旦有请求到达就会交给redis线程处理这就实现了一个redis线程处理多个IO流的效果。 下图是基于多路复用的Redis IO模型。图中的多个FD就是刚才所说的多个套接字。Redis网络框架调用epoll机制让内核监听这些套接字。此时redis线程不会阻塞在某一个特定的监听或者已连接套接字上。也就是说不会阻塞在某一个特定的客户端请求处理上。正因为如此Redis可以和多个客户端连接并处理请求从而提升并发性。 基于多路复用的Redis高性能IO模型 为了在请求到达时能通知到redis线程select/epoll提供了基于事件的回调机制即针对不同事件的发生调用响应的处理函数。 那么回调机制是怎么工作的呢select/epoll一旦检测到FD上有请求到达时就会触发响应的事件。 这些事件会被放入到一个事件队列redis单线程对这个事件队列不断进行处理。这样一来redis无需轮询是否有请求实际发生这就可以避免造成CPU资源浪费。同时redis在对事件队列中的时间处理时会调用相应的处理函数这就实现了基于事件的回调。因为redis一直在对事件队列进行处理所以能及时响应客户端请求提升redis的响应性能。 以连接请求和读数据请求为例具体解释 这两个请求分别对应accept事件和read事件redis分别对这两个事件注册accept和get回调函数。当Linux内核监听到连接请求或者读数据请求时 就会触发Accept事件和Read事件此时内核就会回调Redis响应的accept和get函数进行处理。 这就像病人去医院看病。在医生实际诊断前每个病人等同于请求都需要先分诊、测体温、登记等。如果这些工作都由医生来完成医生的工作效率就会很低。所以医院都设置了分诊台分诊台会一直处理这些诊断前的工作类似于Linux内核监听请求然后再转交给医生做实际诊断。这样即使一个医生相当于redis单线程效率也能提升。 需要注意的是即使你的应用场景中部署了不同的操作系统多路复用机制也是适用的。因为这个机制的实现有很多种既有基于Linux 系统下的 select 和 epoll 实现也有基于 FreeBSD 的 kqueue 实现以及基于 Solaris 的 evport 实现这样你可以根据 Redis 实际运行的操作系统选择相应的多路复用实现。 小结 重点三个问题redis真的只有单线程吗、为什么用单线程、单线程为什么这么快 现在我们知道了redis单线程是指它对网络IO和数据读写的操作采用了单线程而采用单线程的一个核心原因是避免多线程开发的并发控制问题。单线程的redis能高性能跟多路复用的IO模型密切相关因为这避免了accept()和send()/resc()潜在的网络IO操作阻塞点。 另外redis的单线程是针对redis 5.0版本之前的。redis6.0中提出了多线程模型。 资料03 高性能IO模型为什么单线程Redis能那么快.md