为什么Redis单线程还能支撑高并发?

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. 核心是基于非阻塞的IO多路复用机制;
  3. redis是单线程的,反而省去了很多上下文切换线程的时间;

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

1.单进程单线程优势

  • 代码更清晰,处理逻辑更简单
  • 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
  • 不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU

2.单进程单线程弊端

  • 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。

原文地址:https://xudc.tech/2019/05/05/reasons-for-redis-fast/

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