Redis的高併發和快速原因
- redis是基於內存的,內存的讀寫速度非常快;
- 核心是基於非阻塞的IO多路複用機制;
- redis是單線程的,反而省去了很多上下文切換線程的時間;
爲什麼Redis是單線程的
Redis是基於內存的操作,CPU不是Redis的瓶頸,Redis的瓶頸最有可能是機器內存的大小或者網絡帶寬。單線程容易實現。
性能指標
redis的性能,基於內存的,普通筆記本輕鬆處理每秒幾十萬的請求。
詳細原因
1)不需要各種鎖的性能消耗
Redis的數據結構並不全是簡單的Key-Value,還有list,hash等複雜的結構,這些結構有可能會進行很細粒度的操作,比如在很長的列表後面添加一個元素,在hash當中添加或者刪除一個對象。這些操作可能就需要加非常多的鎖,導致的結果是同步開銷大大增加。
總之,在單線程的情況下,就不用去考慮各種鎖的問題,不存在加鎖釋放鎖操作,沒有因爲可能出現死鎖而導致的性能消耗。
2)單線程多進程集羣方案
單線程的威力實際上非常強大,每核心效率也非常高,多線程自然是可以比單線程有更高的性能上限,但是在今天的計算環境中,即使是單機多線程的上限也往往不能滿足需要了,需要進一步摸索的是多服務器集羣化的方案,這些方案中多線程的技術照樣是用不上的。所以單線程、多進程的集羣不失爲一個時髦的解決方案。
3)CPU消耗
採用單線程,避免了不必要的上下文切換和競爭條件,也不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗 CPU。
但是如果CPU成爲Redis瓶頸,或者不想讓服務器其他CUP核閒置,那怎麼辦?
可以考慮多起幾個Redis進程,Redis是key-value數據庫,不是關係數據庫,數據之間沒有約束。只要客戶端分清哪些key放在哪個Redis進程上就可以了。
Redis單線程的優劣勢
1.單進程單線程優勢
代碼更清晰,處理邏輯更簡單
不用去考慮各種鎖的問題,不存在加鎖釋放鎖操作,沒有因爲可能出現死鎖而導致的性能消耗
不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗CPU
2.單進程單線程弊端
CPU不是Redis的瓶頸,無法發揮多核CPU性能,不過可以通過在單機開多個Redis實例來完善;
IO多路複用技術
redis 採用網絡IO多路複用技術來保證在多連接的時候, 系統的高吞吐量。
多路-指的是多個socket連接,複用-指的是複用一個線程。多路複用主要有三種技術:select,poll,epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路複用技術。
這裏「多路」指的是多個網絡連接,「複用」指的是複用同一個線程。採用多路I/O複用技術可以讓單個線程高效的處理多個連接請求(儘量減少網絡IO的時間消耗),且Redis在內存中操作數據的速度非常快(內存內的操作不會成爲這裏的性能瓶頸),主要以上兩點造就了Redis具有很高的吞吐量。
I/O 多路複用模型
阻塞式的 I/O 模型並不能滿足高併發的需求,需要一種效率更高的 I/O 模型來支撐 Redis 的多個客戶(redis-cli),這裏涉及的就是 I/O 多路複用模型了:
在 I/O 多路複用模型中,最重要的函數調用就是 select,該方法的能夠同時監控多個文件描述符的可讀可寫情況,當其中的某些文件描述符可讀或者可寫時,select 方法就會返回可讀以及可寫的文件描述符個數。