redis的高并發(fā)和快速原因
1.Redis基于內(nèi)存，內(nèi)存的讀寫速度非常快；
2.Redis是單線程的，為上下文切換線程節(jié)省了大量時(shí)間；
3.Redis使用多路復(fù)用技術(shù)來處理并發(fā)連接。 非阻塞IO的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)使用epoll，以及由epoll +本身實(shí)現(xiàn)的簡單事件框架。 epoll中的讀取，寫入，關(guān)閉和連接都被轉(zhuǎn)換為事件，然后使用epoll的多路復(fù)用功能從不浪費(fèi)任何時(shí)間在io上。
以下內(nèi)容重點(diǎn)介紹單線程設(shè)計(jì)和IO多路復(fù)用核心設(shè)計(jì)快的原因。
為什么Redis是單線程的？
1.官網(wǎng)回答
由于Redis是基于內(nèi)存的操作，因此CPU并不是Redis的瓶頸。 Redis的瓶頸很可能是機(jī)器內(nèi)存或網(wǎng)絡(luò)帶寬的大小。 既然單線程易于實(shí)現(xiàn)并且CPU不會(huì)成為瓶頸，那采用單線程解決方案是合乎邏輯的了。
2.性能指標(biāo)
關(guān)于redis的性能，官方網(wǎng)站也有介紹，普通筆記本可以輕松地每秒處理數(shù)十萬個(gè)請(qǐng)求。
3.詳細(xì)原因
1）不需要各種鎖的性能消耗
Redis的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并非全都是簡單的鍵值(Key-Value)，而是有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如列表(list)和哈希(hash)。 這些結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行細(xì)粒度的操作，例如在長列表后面添加元素并將其添加到哈希(hash)或刪除對(duì)象。
這些操作可能需要非常大量的鎖，從而導(dǎo)致同步開銷顯著增加。 簡而言之，在單線程的情況下，不需要考慮各種鎖，沒有鎖釋放操作，也沒有由于可能的死鎖而導(dǎo)致的性能消耗。
2）單線程多進(jìn)程集群方案
單線程的功能實(shí)際上非常強(qiáng)大，每個(gè)內(nèi)核的效率也很高。 與單線程相比，多線程自然可以具有更高的性能限制。 但是，在當(dāng)今的計(jì)算環(huán)境中，甚至單機(jī)多線程限制通常也無法滿足。需要進(jìn)一步探索的是多服務(wù)器群集方案，并且這些方案中的多線程技術(shù)仍然是不可用的。
所以單線程、多進(jìn)程的集群不失為一個(gè)時(shí)髦的解決方案。
3）CPU消耗
單線程用于避免不必要的上下文切換和競爭條件，并且不存在消耗CPU的多進(jìn)程或多線程切換。 但是，如果CPU成為Redis的瓶頸，或者不想讓服務(wù)器的其他CPU內(nèi)核閑置怎么辦？ 您可以考慮幾個(gè)Redis進(jìn)程。 Redis是一個(gè)鍵值（key-value）數(shù)據(jù)庫，而不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并且數(shù)據(jù)之間沒有約束。 只要客戶端能夠區(qū)分哪個(gè)鍵位于哪個(gè)Redis進(jìn)程上，就可以完成了。
Redis單線程的優(yōu)劣勢(shì)
單進(jìn)程單線程優(yōu)勢(shì)
代碼更清晰，處理邏輯也更簡單。 無需考慮各種鎖。 沒有鎖定釋放操作。 由于可能存在死鎖，因此不會(huì)降低性能。 沒有由多進(jìn)程或多線程消耗的CPU引起的切換
單進(jìn)程單線程弊端
無法利用多核CPU的性能，但可以通過在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上打開多個(gè)Redis實(shí)例來提高性能；
IO多路復(fù)用技術(shù)
當(dāng)有多個(gè)連接時(shí)，Redis使用網(wǎng)絡(luò)IO多路復(fù)用技術(shù)來確保系統(tǒng)的高吞吐量。 多路復(fù)用是指多個(gè)socket連接，而多路復(fù)用是指對(duì)線程進(jìn)行多路復(fù)用。
多路復(fù)用主要有三種技術(shù)：select，poll，epoll。epoll是目前最新的也是最好的多路復(fù)用技術(shù)了。
“多路復(fù)用”是指多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，“多路復(fù)用”是指多路復(fù)用同一線程。 使用多個(gè)I / O多路復(fù)用技術(shù)可以使單個(gè)線程有效地處理多個(gè)連接請(qǐng)求（最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)IO的時(shí)間消耗），并且Redis可以非常快速地操作內(nèi)存中的數(shù)據(jù)（這里的內(nèi)存操作不會(huì)成為性能瓶頸），以上兩個(gè) 要點(diǎn)使Redis具有很高的吞吐量。
Redis高并發(fā)快總結(jié)
1. Redis是一個(gè)純內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，通常是一個(gè)簡單的存取操作， 線程占用大量時(shí)間。 時(shí)間主要集中在IO上，因此讀取速度很快。
2. 談到IO，Redis使用非阻塞IO，IO多路復(fù)用，使用單個(gè)線程輪詢描述符，將數(shù)據(jù)庫的開、關(guān)、讀、寫都轉(zhuǎn)換成了事件，從而減少了線程切換上下文的切換和競爭。
3. Redis使用單線程模型來確保每個(gè)操作的原子性，并且還減少了線程上下文切換和競爭。
4. 此外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也有很大幫助。 Redis在整個(gè)過程中都使用哈希(hash)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)易于讀取。還有一些特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化，例如壓縮表以及壓縮和存儲(chǔ)短數(shù)據(jù)。 比如，跳表，使用有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來加快讀取速度。
5.還有一點(diǎn)，Redis使用其自己的事件分離器，這是相對(duì)有效的。 它在內(nèi)部使用非阻塞執(zhí)行方法，并且具有較大的吞吐量。
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