Redis為什么使用單線程模型？-創(chuàng)新互聯(lián)

雙線程的程序可以支持每秒幾百萬的請(qǐng)求量，眾所周知，Redis 作為被廣泛使用的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)偏偏選擇了單線程模型，這又是為什么呢？其實(shí)簡(jiǎn)單概括起來主要有以下三個(gè)原因，方便維護(hù)，可以并發(fā)的處理任務(wù)以及雙線程不能解決Redis的性能瓶頸。下面我們來仔細(xì)分析一下Redis選擇單線程模型的原因。

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原因一：?jiǎn)尉€程模型更方便維護(hù)

相信我們都了解可維護(hù)性對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的重要性，而Redis 使用單線程模型能帶來更好的可維護(hù)性，方便開發(fā)和調(diào)試。如果代碼難以調(diào)試和測(cè)試，問題也經(jīng)常難以復(fù)現(xiàn)，這對(duì)于任何一個(gè)項(xiàng)目來說都會(huì)嚴(yán)重地影響項(xiàng)目的可維護(hù)性。多線程模型雖然在某些方面表現(xiàn)優(yōu)異，但是它卻引入了程序執(zhí)行順序的不確定性，代碼的執(zhí)行過程不再是串行的，多個(gè)線程同時(shí)訪問的變量如果沒有謹(jǐn)慎處理就會(huì)帶來詭異的問題。而多線程帶來的問題是很明顯的，如果計(jì)算機(jī)中的兩個(gè)進(jìn)程（線程同理）同時(shí)嘗試修改一個(gè)共享內(nèi)存的內(nèi)容，在沒有并發(fā)控制的情況下，最終的結(jié)果依賴于兩個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序和時(shí)機(jī)，如果發(fā)生了并發(fā)訪問沖突，最后的結(jié)果就會(huì)是不正確的。

原因二：可以并發(fā)的處理任務(wù)。

雖然，Redis選擇了單線程模型，但是這也不影響它能并發(fā)的處理客戶端的請(qǐng)求。Redis 服務(wù)中運(yùn)行的絕大多數(shù)操作的性能瓶頸都不是 CPU。用單線程模型也并不意味著程序不能并發(fā)的處理任務(wù)，Redis 雖然使用單線程模型處理用戶的請(qǐng)求，但是它卻使用 I/O 多路復(fù)用機(jī)制并發(fā)處理來自客戶端的多個(gè)連接，同時(shí)等待多個(gè)連接發(fā)送的請(qǐng)求。在 I/O 多路復(fù)用模型中，最重要的函數(shù)調(diào)用就是 select 以及類似函數(shù)，該方法的能夠同時(shí)監(jiān)控多個(gè)文件描述符（也就是客戶端的連接）的可讀可寫情況，當(dāng)其中的某些文件描述符可讀或者可寫時(shí)，select 方法就會(huì)返回可讀以及可寫的文件描述符個(gè)數(shù)。使用 I/O 多路復(fù)用技術(shù)能夠極大地減少系統(tǒng)的開銷，系統(tǒng)不再需要額外創(chuàng)建和維護(hù)進(jìn)程和線程來監(jiān)聽來自客戶端的大量連接，減少了服務(wù)器的開發(fā)成本和維護(hù)成本

原因三：雙線程不能解決Redis的性能瓶頸

這也是Redis選擇單線程模型的最核心的原因。雖然多線程技術(shù)的能夠幫助我們充分利用 CPU 的計(jì)算資源來并發(fā)的執(zhí)行不同的任務(wù)，但是 CPU 資源往往都不是 Redis 服務(wù)器的性能瓶頸。哪怕我們?cè)谝粋€(gè)普通的 Linux 服務(wù)器上啟動(dòng) Redis 服務(wù)，它也能在 1s 的時(shí)間內(nèi)處理 1,000,000 個(gè)用戶請(qǐng)求。

如果這種吞吐量不能滿足我們的需求，更推薦的做法是使用分片的方式將不同的請(qǐng)求交給不同的 Redis 服務(wù)器來處理，而不是在同一個(gè) Redis 服務(wù)中引入大量的多線程操作。所以Redis 并不是 CPU 密集型的服務(wù)，如果不開啟 AOF 備份，所有 Redis 的操作都會(huì)在內(nèi)存中完成不會(huì)涉及任何的 I/O 操作，這些數(shù)據(jù)的讀寫由于只發(fā)生在內(nèi)存中，所以處理速度是非常快的；整個(gè)服務(wù)的瓶頸在于網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來的延遲和等待客戶端的數(shù)據(jù)傳輸，也就是網(wǎng)絡(luò) I/O，所以使用多線程模型處理全部的外部請(qǐng)求可能不是一個(gè)好的方案。

Redis選擇單線程模型的原因分析就講到這里了，綜上所述，Redis選擇單線程模型的好處更多，使用雙線程其實(shí)是完全沒有必要的。當(dāng)然，以上的分析可能已經(jīng)打破了大家對(duì)于單線程的固有印象，因此不是說雙線程就一定比單線程好，又結(jié)合具體的實(shí)際情況來分析。

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