一文带你完全掌握Redis为何这么快？
编程界的小学生
1、Redis为何这么快
由于Redis采起了epoll模型，IO多路复用。同步非阻塞。java
2、什么是epoll
介绍epoll以前必需要先介绍下select和poll。明白select和poll的缺点后才能知道为何epoll这么快。web
3、什么是select
一、源码
二、源码解析
2.一、核心代码
// select(xx,读文件描述符集合，写文件描述符集合，异常文件描述符集合，超时时间)，咱们只须要关注读文件描述符集合，其余NULL不影响，由于有默认值。 select(max+1, &rset, NULL, NULL, NULL)
2.二、&rset是什么？
rset其实就是fds（文件描述符的集合）。而select模型存储fds的方式是采起的bitmap，默认最大1024个。面试
2.三、执行流程
1.select模型每次都直接将rset（也就是fds）所有拷贝到内核态，由于内核态速度比用户空间态快不少。
2.若是没数据的话，select函数会阻塞，若是有数据的话会执行两步
(1)将有数据的那个fd置位（也就是标记一下，表明这个fd有数据）
(2)select函数不在阻塞，将继续往下执行。也就是总体遍历fds，找到有数据的那个fd读取数据作处理。他的fd不能重用，每一次都须要从新建立新的fds且将用户空间态的fds拷贝到内核态。（这个能够看上面while(1)的代码）
redis
三、缺点
- fds最大支持1024个（能够更改，可是意义不大）
- fd不可重用，每次内核态都给置位了，致使每次都须要从新执行以下四句话建立一个新的rset（也就是fds）
- 用户控件态拷贝rset到内核态也须要时间，虽然内核态执行比用户态快，可是copy也须要开销
- O(n)再次遍历问题。由于rset里的fd被置位后，select函数并不知道哪一个被置位了，须要从头遍历到尾，逐个对比。
4、什么是poll
1.源码
二、源码解析
2.一、核心代码
// 表明传入了5个pollfd这个结构体，超时时间是5000，poll总体就是围绕他的pollfd这个结构体来展开的 poll(pollfds, 5, 5000)
2.二、结构体
poll的结构体是为了fd重复利用，不须要每次都拷贝到内核态用的。
revents：置位用的，若是某个fd有数据了，就把这个revents置位为POLLIN编程
2.三、执行流程
- 有数据的时候流程以下
- 将pollfd这个结构体里的revents这个字段置位为POLLIN
- 而后判断这个结构体的revents字段是否是被置位为POLLIN了，是的话再将其结构体的这个字段恢复默认值0，而后取出数据，处理逻辑。
- 恢复为默认值0的用途是不须要在像select同样每次都须要从新建立fds，而是直接复用。但仍是避免不了每一个fd第一次复制一次。好的是不用每次都建立新的了。
三、解决了select哪些问题
- 采起的链表存储，而不是bitmap，解决了1024长度限制问题
- 采起结构体每次置位结构体内的revents字段，而不破坏fd自己，因此可重用，不须要每次都建立新的fd。
四、缺点
- 用户控件态拷贝rset到内核态也须要时间，虽然内核态执行比用户态快，可是copy也须要开销
- O(n)再次遍历问题。由于rset里的fd被置位后，select函数并不知道哪一个被置位了，须要从头遍历到尾，逐个对比。
5、再谈epoll
0、概述
epoll的出现就是为了解决poll最后两个缺点的。数组
一、源码
二、源码解析
2.一、核心代码
epoll_create 至关于建立白板
epoll_ctl至关于往白板上写字，写的内容是一个fd、一个events结构体，events结构体跟pollfd的结构体很像。
epoll_ctl执行完后就获得了epfd，epfd就是循环了五个fd-events放里面，每一个fd都有events事件
epoll_wait
2.二、执行流程
- epoll将fd放到了红黑树里，且不须要拷贝到内核态，由于他采起了“共享内存”的概念。（其实仍是复制，只是复制采起了其余技术可使开销极其的小）
- epoll的置位是重排，好比五个fd， 1 2 3 4 5，1 3 5这三个fd有数据了，那么他会重排序，排成以下1 3 5 2 4。（也有的说是单独放到新的数组里）
- 每一次置位nfds的值都+1。且会回调epoll_wait
- 因此epoll_wait执行完会返回有几个fd有数据，那么下面的for直接遍历nfds次便可。解决了前面的两种O(n)。变成了O1
6、阻塞/非阻塞
用户进程经过调用select/poll/epoll去处理socket请求的时候, select/poll/epoll因为是阻塞的,因此致使用户进程阻塞;而select/poll/epoll处理的socket用的是非阻塞微信
7、再次分析Redis
好比三个redis-cli，假设2个redis-cli写入命令，
select：那么select模型是轮询这三个redis-cli的fd，看哪一个fd有消息，有的话读取处理消息。当他下次再写命令的时候还须要从新建立fd，而后复制到内核态而后再遍历所有。
poll：那么poll模型是轮询这三个redis-cli的fd，看哪一个fd有消息，有的话读取处理消息。下次再写入的时候仍是遍历全局fd，看哪一个fd有消息进行处理。省去了每次都建立新的fd且复制的过程。
epoll：epoll就不轮询了，有消息进来后你通知我，我去处理你的消息，那些没消息的fd我无论。并且复制到内核态的过程我采起牛逼的技术让开销达到最小的极致。socket
8、总结
- select、poll、epoll必须懂，redis面试90%问
-
9、我的公众号
微信公众号【Java码农社区】
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