03 高性能IO模型：采用多路复用机制的“单线程”Redis

本篇重点

三个问题：

“Redis真的只有单线程吗？”
“为什么用单线程？”
“单线程为什么这么快？”

1. “Redis真的只有单线程吗？”

• 否，“单线程”指的是Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程完成的^[1]
• Redis的其他功能由额外线程完成：持久化、异步删除、集群数据同步等
• 网络IO和键值对读写即Socket编程中的如下步骤
  • 网络IO：bind/listen、accept、parse、send/recv
  • KV读写：GET/PUT...
    
    

1. “Redis为什么用单线程？”

• 多线程的开销：共享资源的并发访问控制，互斥锁等待，导致并转串

1. “单线程Redis为什么那么快？”

• 大部分操作在内存完成（硬件速度）
• 高效数据结构（哈希表、跳表等）
• IO多路复用机制：使其在网络IO中能并发处理大量客户端请求，实现高吞吐率

1. 多路复用机制

网络操作的基本IO模型、潜在阻塞点（Redis采用单线程IO，若被阻塞将无法进行多路复用）

• 基本IO模型：
  

• 阻塞点：accept()、recv()、send()

• Socket网络模型本身支持非阻塞模式

调用方法	返回套接字类型	非阻塞模式	效果
socket()	主动套接字
listen()	监听套接字	可设置	accept()非阻塞
accept()	已连接套接字	可设置	send()/recv()非阻塞

1. 基于多路复用的高性能IO模型

• Linux多路复用机制——一个线程处理多个IO流，如select/epoll
• 基于多路复用的Redis高性能IO模型
  
• 在请求到达时，如何通知到Redis线程？
  

  基于事件的回调机制（select/epoll提供）
  事件被放入事件队列，Redis单线程对该事件队列进行处理。

QA


“Redis基本IO模型”中的潜在性能瓶颈？

图片来源于极客时间专栏《Redis核心技术与实战》

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1. Redis6.0开始，将网络IO和键值对读写分开处理——网络请求解析线程（支持网络快速读写）、读写处理（主线程） ︎