Redis為什么是單線程、及高并發(fā)快的3大原因詳解

redis的高并發(fā)和快速原因

1.redis是基于內存的，內存的讀寫速度非?？?；

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2.redis是單線程的，省去了很多上下文切換線程的時間；

3.redis使用多路復用技術，可以處理并發(fā)的連接。非阻塞IO 內部實現采用epoll，采用了epoll+自己實現的簡單的事件框架。epoll中的讀、寫、關閉、連接都轉化成了事件，然后利用epoll的多路復用特性，絕不在io上浪費一點時間。

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為什么Redis是單線程的

1.官方答案

因為Redis是基于內存的操作，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。既然單線程容易實現，而且CPU不會成為瓶頸，那就順理成章地采用單線程的方案了。

2.性能指標

關于redis的性能，官方網站也有，普通筆記本輕松處理每秒幾十萬的請求。

3.詳細原因

Redis的數據結構并不全是簡單的Key-Value，還有l(wèi)ist，hash等復雜的結構，這些結構有可能會進行很細粒度的操作，比如在很長的列表后面添加一個元素，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，沒有因為可能出現死鎖而導致的性能消耗。

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(huán)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群化的方案，這些方案中多線程的技術照樣是用不上的。

3）CPU消耗

采用單線程，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成為Redis瓶頸，或者不想讓服務器其他CUP核閑置，那怎么辦？

可以考慮多起幾個Redis進程，Redis是key-value數據庫，不是關系數據庫，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(yōu)劣勢

1.單進程單線程優(yōu)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，沒有因為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

• 無法發(fā)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多路復用技術

redis 采用網絡IO多路復用技術來保證在多連接的時候， 系統(tǒng)的高吞吐量。

多路-指的是多個socket連接，復用-指的是復用一個線程。多路復用主要有三種技術：select，poll，epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路復用技術。

這里“多路”指的是多個網絡連接，“復用”指的是復用同一個線程。采用多路I/O

復用技術可以讓單個線程高效的處理多個連接請求（盡量減少網絡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為這里的性能瓶頸），主要以上兩點造就了Redis具有很高的吞吐量。

Redis高并發(fā)快總結

• Redis是純內存數據庫，一般都是簡單的存取操作，線程占用的時間很多，時間的花費主要集中在IO上，所以讀取速度快。
• 再說一下IO，Redis使用的是非阻塞IO，IO多路復用，使用了單線程來輪詢描述符，將數據庫的開、關、讀、寫都轉換成了事件，減少了線程切換時上下文的切換和競爭。
• Redis采用了單線程的模型，保證了每個操作的原子性，也減少了線程的上下文切換和競爭。
• 另外，數據結構也幫了不少忙，Redis全程使用hash結構，讀取速度快，還有一些特殊的數據結構，對數據存儲進行了優(yōu)化，如壓縮表，對短數據進行壓縮存儲，再如，跳表，使用有序的數據結構加快讀取的速度。
• 還有一點，Redis采用自己實現的事件分離器，效率比較高，內部采用非阻塞的執(zhí)行方式，吞吐能力比較大。