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詳解Redis單線程的正確理解

更新時(shí)間：2021年05月08日 10:00:46 作者：小白菜_1

這篇文章主要介紹了詳解Redis單線程的正確理解，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

很多同學(xué)對Redis的單線程和I/O多路復(fù)用技術(shù)并不是很了解，所以我用簡單易懂的語言讓大家了解下Redis單線程和I/O多路復(fù)用技術(shù)的原理，對學(xué)好和運(yùn)用好Redis打下基礎(chǔ)。

一、Redis的單線程理解

Redis客戶端對服務(wù)端的每次調(diào)用都經(jīng)歷了發(fā)送命令，執(zhí)行命令，返回結(jié)果三個(gè)過程。其中執(zhí)行命令階段，由于Redis是單線程來處理命令的，所有到達(dá)服務(wù)端的命令都不會立刻執(zhí)行，所有的命令都會進(jìn)入一個(gè)隊(duì)列中，然后逐個(gè)執(zhí)行，并且多個(gè)客戶端發(fā)送的命令的執(zhí)行順序是不確定的，但是可以確定的是不會有兩條命令被同時(shí)執(zhí)行，不會產(chǎn)生并發(fā)問題，這就是Redis的單線程基本模型。

Redis服務(wù)器通過socket（套接字）與客戶端或其他Redis服務(wù)器進(jìn)行連接，而文件事件就是服務(wù)器對socket操作的抽象。服務(wù)器與客戶端或其他服務(wù)器的通信會產(chǎn)生相應(yīng)的文件事件，而服務(wù)器通過監(jiān)聽并處理這些事件來完成一系列網(wǎng)絡(luò)通信操作。

Redis基于Reactor模式開發(fā)了自己的網(wǎng)絡(luò)事件處理器——文件事件處理器，文件事件處理器使用I/O多路復(fù)用程序來同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)socket（I/O多路復(fù)用技術(shù)下面有介紹），并根據(jù)socket目前執(zhí)行的任務(wù)來為socket關(guān)聯(lián)不同的事件處理器。當(dāng)被監(jiān)聽的socket準(zhǔn)備好執(zhí)行連接應(yīng)答、讀取、寫入、關(guān)閉等操作時(shí)，與操作相對應(yīng)的文件事件就會產(chǎn)生，這時(shí)文件事件處理器就會調(diào)用socket之前已關(guān)聯(lián)好的事件處理器來處理這些事件。

文件事件處理器的構(gòu)成：

注意：其中I/O多路復(fù)用程序通過隊(duì)列向文件事件分派器傳送socket

二、I/O多路復(fù)用技術(shù)

關(guān)于I/O多路復(fù)用(又被稱為“事件驅(qū)動”)，首先要理解的是，操作系統(tǒng)為你提供了一個(gè)功能，當(dāng)你的某個(gè)socket可讀或者可寫的時(shí)候，它可以給你一個(gè)通知。這樣當(dāng)配合非阻塞的socket使用時(shí)，只有當(dāng)系統(tǒng)通知我哪個(gè)描述符可讀了，我才去執(zhí)行read操作，可以保證每次read都能讀到有效數(shù)據(jù)而不做純返回-1和EAGAIN的無用功，寫操作類似。

操作系統(tǒng)的這個(gè)功能是通過select/poll/epoll/kqueue之類的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，這些函數(shù)都可以同時(shí)監(jiān)視多個(gè)描述符的讀寫就緒狀況，這樣，多個(gè)描述符的I/O操作都能在一個(gè)線程內(nèi)并發(fā)交替地順序完成，這就叫I/O多路復(fù)用，這里的“多路”指的是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，“復(fù)用”指的是復(fù)用同一個(gè)Redis處理線程。（正如上圖所示）

采用多路 I/O 復(fù)用技術(shù)可以讓單個(gè)線程高效的處理多個(gè)連接請求（盡量減少網(wǎng)絡(luò) I/O 的時(shí)間消耗），且 Redis 在內(nèi)存中操作數(shù)據(jù)的速度非?？?，也就是說內(nèi)存內(nèi)的操作不會成為影響Redis性能的瓶頸，所有 Redis 具有很高的吞吐量。