为何单线程的Redis却能支撑高并发

Redis的高并发和快速缘由redis

  1. redis是基于内存的,内存的读写速度很是快;
  2. 核心是基于非阻塞的IO多路复用机制
  3. redis是单线程的,反而省去了不少上下文切换线程的时间;

为何Redis是单线程的
  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。单线程容易实现。数据库

  性能指标
  redis的性能,基于内存的,普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。服务器

  详细缘由
  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。网络

  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。数据结构

  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。多线程

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
  CPU不是Redis的瓶颈,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;并发


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。socket

  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。函数

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。高并发

  I/O 多路复用模型

  阻塞式的 I/O 模型并不能知足高并发的需求,须要一种效率更高的 I/O 模型来支撑 Redis 的多个客户(redis-cli),这里涉及的就是 I/O 多路复用模型了:

为何Redis 单线程却能支撑高并发?

在 I/O 多路复用模型中,最重要的函数调用就是 select,该方法的可以同时监控多个文件描述符的可读可写状况,当其中的某些文件描述符可读或者可写时,select 方法就会返回可读以及可写的文件描述符个数。

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