Redis 为什么快？IO多路复用（select，poll，epoll）

Redis 为什么快？

1. Redis 的数据在内存中，所有运算都是内存级别的运算。
2. Redis 是单线程的，避免了线程切换和加锁带来的损耗。
3. Redis 使用 epoll 作为非阻塞 I/O 多路复用的实现，IO多路复用程序监听多个 socket，并将 socket 放到队列中，每次从队列里取出一个 socket 给事件分派器，事件分派器再把 socket 分派给对应的事件处理器进行处理，这些处理器都是纯内存操作，效率非常高，处理一个事件可能只需要几微秒。

Redis 模型结构：

• Redis 内部有一个文件事件处理器，它是单线程的，由四个部分组成，分别是：IO 多路复用程序、socket、事件分派器和事件处理器，其中事件处理器又分为：连接应答处理器、命令请求处理器和命令回复处理器。

IO多路复用

fd_set 数组是存有 0 和 1 的位数组，fd 指文件描述符。
常用的IO多路复用模型有三种：select、poll、epoll。

• select：它维护了一个数组结构 fd_set，调用 select 函数时，会从用户空间拷贝 fd_set 到内核空间，并监听是否有事件触发，有就通过无差别轮询的方式遍历找到事件触发的位置，然后执行相关的读或写操作。轮询的时间复杂度为 O(n)。

  • 缺点：内核对被监控的 fd_set 集合做了大小限制，最大为 1024 ；每次调用 select，都需要把 fd_set 集合从用户态拷贝到内核态，都需要在内核遍历 传递进来的所有 fd_set ，效率很低。

• poll：与 select 类似，区别是它采用的是 poll_fd 数据结构实现了一个可变长的数组，没有了最大文件描述符数量的限制。

• epoll：epoll 与 select 的不同之处在于，epoll 监听事件是否触发时，还设置了回调函数，如果事件触发，就执行回调函数，并将准备就绪的 fd 放到 readyList 中，而不需要轮询遍历所有的 fd_set 。并且 epoll 没有最大文件描述符数量的限制。在高并发情况下 epoll 能支持更多的连接。

epoll 中有三个函数：

• epoll_create；用于创建 保存epoll文件描述符的空间
• epoll_ctl：用于添加和删除监视对象的文件描述符
• epoll_wait：等待文件描述符发生变化