[TOC] ## **Redis的高并发和快速原因** 1.redis是基于内存的,内存的读写速度非常快; 2.redis是单线程的,省去了很多上下文切换线程的时间; 3.redis使用多路复用技术,可以处理并发的连接。非阻塞IO 内部实现采用epoll,采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件,然后利用epoll的多路复用特性,绝不在io上浪费一点时间。 下面重点介绍单线程设计和IO多路复用核心设计快的原因。 ![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-b3ee99b42517df6af80fc2b650bbd481_720w.jpg) ## **为什么Redis是单线程的** **1.官方答案** 因为Redis是基于内存的操作,CPU不是Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且CPU不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。 **2.性能指标** 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。 **3.详细原因** **1)不需要各种锁的性能消耗** 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作,比如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。这些操作可能就需要加非常多的锁,导致的结果是同步开销大大增加。 总之,在单线程的情况下,就不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗。 **2)单线程多进程集群方案** 单线程的威力实际上非常强大,每核心效率也非常高,多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限,但是在今天的计算环境中,即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了,需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。 **所以单线程、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,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU。 但是如果CPU成为Redis瓶颈,或者不想让服务器其他CUP核闲置,那怎么办? 可以考虑多起几个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放在哪个Redis进程上就可以了。 ## Redis单线程的优劣势 **单进程单线程优势** 1. 代码更清晰,处理逻辑更简单 2. 不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗 3. 不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU **单进程单线程弊端** 1. 无法发挥多核CPU性能,不过可以通过在单机开多个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连接的时候, 系统的高吞吐量。 多路-指的是多个socket连接,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”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络IO的时间消耗),且Redis在内存中操作数据的速度非常快(内存内的操作不会成为这里的性能瓶颈),主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。 ![](https://pic1.zhimg.com/80/v2-33710051a9c5f28aff16b713bfa9b9f8_720w.jpg) ## Redis高并发快总结 ![](https://pic1.zhimg.com/80/v2-154b50d8ddc665e81b976ca766a58cc8_720w.jpg) 1\. Redis是纯内存数据库,一般都是简单的存取操作,线程占用的时间很多,时间的花费主要集中在IO上,所以读取速度快。 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,减少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,保证了每个操作的原子性,也减少了线程的上下文切换和竞争。 4\. 另外,数据结构也帮了不少忙,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采用自己实现的事件分离器,效率比较高,内部采用非阻塞的执行方式,吞吐能力比较大。