Redis为何是单线程还这么快?

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Redis的高并发和快速缘由

1.redis是基于内存的,内存的读写速度很是快;面试

2.redis是单线程的,省去了不少上下文切换线程的时间;redis

3.redis使用多路复用技术,能够处理并发的链接。非阻塞IO 内部实现采用epoll,采用了epoll+本身实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、链接都转化成了事件,而后利用epoll的多路复用特性,毫不在io上浪费一点时间。数据库

下面重点介绍单线程设计和IO多路复用核心设计快的缘由。
为何Redis是单线程的服务器

1.官方答案网络

由于Redis是基于内存的操做,CPU不是Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有多是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现,并且CPU不会成为瓶颈,那就瓜熟蒂落地采用单线程的方案了。数据结构

2.性能指标多线程

关于redis的性能,官方网站也有,普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。架构

3.详细缘由并发

1)不须要各类锁的性能消耗

Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value,还有list,hash等复杂的结构,这些结构有可能会进行很细粒度的操做,好比在很长的列表后面添加一个元素,在hash当中添加或者删除

一个对象。这些操做可能就须要加很是多的锁,致使的结果是同步开销大大增长。

总之,在单线程的状况下,就不用去考虑各类锁的问题,不存在加锁释放锁操做,没有由于可能出现死锁而致使的性能消耗。

2)单线程多进程集群方案

单线程的威力实际上很是强大,每核心效率也很是高,多线程天然是能够比单线程有更高的性能上限,可是在今天的计算环境中,即便是单机多线程的上限也每每不能知足须要了,须要进一步摸索的是多服务器集群化的方案,这些方案中多线程的技术照样是用不上的。

因此单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。

3)CPU消耗

采用单线程,避免了没必要要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程致使的切换而消耗 CPU。

可是若是CPU成为Redis瓶颈,或者不想让服务器其余CUP核闲置,那怎么办?

能够考虑多起几个Redis进程,Redis是key-value数据库,不是关系数据库,数据之间没有约束。只要客户端分清哪些key放在哪一个Redis进程上就能够了。

Redis单线程的优劣势

1.单进程单线程优点

代码更清晰,处理逻辑更简单
不用去考虑各类锁的问题,不存在加锁释放锁操做,没有由于可能出现死锁而致使的性能消耗
不存在多进程或者多线程致使的切换而消耗CPU

2.单进程单线程弊端

没法发挥多核CPU性能,不过能够经过在单机开多个Redis实例来完善;
IO多路复用技术

redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多链接的时候, 系统的高吞吐量。

多路-指的是多个socket链接,复用-指的是复用一个线程。多路复用主要有三种技术:select,poll,epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路复用技术。

这里“多路”指的是多个网络链接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路

I/O

复用技术可让单个线程高效的处理多个链接请求(尽可能减小网络IO的时间消耗),且Redis在内存中操做数据的速度很是快(内存内的操做不会成为这里的性能瓶颈),主要以上两点造就了Redis具备很高的吞吐量。
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Redis高并发快总结

  1. Redis是纯内存数据库,通常都是简单的存取操做,线程占用的时间不少,时间的花费主要集中在IO上,因此读取速度快。

  2. 再说一下IO,Redis使用的是非阻塞IO,IO多路复用,使用了单线程来轮询描述符,将数据库的开、关、读、写都转换成了事件,减小了线程切换时上下文的切换和竞争。

  3. Redis采用了单线程的模型,保证了每一个操做的原子性,也减小了线程的上下文切换和竞争。

  4. 另外,数据结构也帮了很多忙,Redis全程使用hash结构,读取速度快,还有一些特殊的数据结构,对数据存储进行了优化,如压缩表,对短数据进行压缩存储,再如,跳表,使用有序的数据结构加快读取的速度。

  5. 还有一点,Redis采用本身实现的事件分离器,效率比较高,内部采用非阻塞的执行方式,吞吐能力比较大。

福利

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