Redis單線程設(shè)計(jì)為什么能支持高并發(fā)

本篇內(nèi)容主要講解“Redis單線程設(shè)計(jì)為什么能支持高并發(fā)”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“Redis單線程設(shè)計(jì)為什么能支持高并發(fā)”吧!

首先，Redis 最開始的設(shè)計(jì)可能就是想做一個(gè)緩存來用。但是分布式環(huán)境復(fù)雜，暴露的問題可能比較多，所以 Redis 就要做集群。做集群后，可能和 Memcahed 效果類似了，我們要超越它，所以可能就有了多數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。光做緩存，如何已宕機(jī)數(shù)據(jù)就丟失了。我們的口號(hào)是超越 Memcahed，所以我們要支持?jǐn)?shù)據(jù)持久化。于是可能就有了 AOF 和 RDB，就可以當(dāng)數(shù)據(jù)庫來用來。這樣 Redis 的高效可靠的設(shè)計(jì)，所以它又可以用來做消息中間件。這就是 Redis 的三大特點(diǎn)，可以用來做：緩存、數(shù)據(jù)庫和消息中間件。

再來說說，Redis 如何設(shè)計(jì)成但進(jìn)程單線程的？

根據(jù)官方的測試結(jié)果《How fast is Redis？》來看，在操作內(nèi)存的情況下，CPU 并不能起到?jīng)Q定性的作用，反而可能帶來一些其他問題。比如鎖，CPU 切換帶來的性能開銷等。這一點(diǎn)我們可以根據(jù)官方的測試報(bào)告，提供的數(shù)據(jù)來證明。而且官方提供的數(shù)據(jù)是可以達(dá)到100000+的QPS（每秒內(nèi)查詢次數(shù)），這個(gè)數(shù)據(jù)并不比采用單進(jìn)程多線程 Memcached 差！所以在基于內(nèi)存的操作，CPU不是 Redis 瓶頸的情況下，官方采用來單進(jìn)程單線程的設(shè)計(jì)。

原因有以下幾點(diǎn)：

第一，我們請(qǐng)求 Redis 更多的是操作內(nèi)存。直接操作內(nèi)存就很快啊，數(shù)據(jù)存在內(nèi)存中，類似于 HashMap。HashMap 的優(yōu)勢就是查找和操作的時(shí)間復(fù)雜度都是 O(1)。

第二，單線程，沒有 CPU 上下文切換帶來的開銷問題。而且上面也說了，內(nèi)存操作和 CPU 的多核影響不大。直接采用單線程，就不用考慮各種鎖，與之相關(guān)的加鎖，解鎖，死鎖等問題就不復(fù)存在了。

第三，多路 IO 復(fù)用。這個(gè)后面我會(huì)具體的來講講它。能談到這一點(diǎn)說明對(duì) Redis 有一定的理解。這涉及到基于操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò) IO 模型。Reactor 網(wǎng)絡(luò)模式，epoll，poll，select，kqueue 等多路復(fù)用 IO。

第四，依賴第二點(diǎn)。由于是單線程的，所以就存在一個(gè)順序讀寫問題。大家可以比較以下，隨機(jī)讀寫和順序讀寫的速度。

第五，Redis 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是經(jīng)過專門的研究和設(shè)計(jì)的。所以操作起來簡單且快。

第六，Redis 自己構(gòu)建了VM 機(jī)制 。因?yàn)橐话愕恼{(diào)用系統(tǒng)函數(shù)，會(huì)浪費(fèi)一定的時(shí)間。

綜合以上內(nèi)容，Redis 才有單線程，高性能的特點(diǎn)。

最后，再說一點(diǎn)，Redis 是單進(jìn)程和單線程的設(shè)計(jì)，并不是說它不能多進(jìn)程多線程。比如備份時(shí)會(huì) fork 一個(gè)新進(jìn)程來操作；再比如基于 COW 原理的 RDB 操作就是多線程的。

到此，相信大家對(duì)“Redis單線程設(shè)計(jì)為什么能支持高并發(fā)”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！