Redis7---单线程和多线程(一)

目录

一、几个面试题

1.Redis的单线程部分

1.2 Redis所谓的“单线程”

1.3 Redis演进变化

1.3.1 Redis 3.x 单线程时代性能很快的原因

1.3.2 Redis 4.0 之前一直采用单线程的主要原因有三个

2. Redis单线程为什么加了多线程特性

3.Redis 6/7的多线程特性和IO多路复用入门篇


一、几个面试题

1.  redis到底是单线程还是多线程?

2.  IO多路复用听说过吗?

3.  redis为什么快?

1.Redis的单线程部分

1.1 Redis为什么是单线程?

  • Redis的版本很多3.x、4.x、6.x,版本不同架构也是不同的,不限定版本问是否单线程也不太严谨
    • 版本3.x ,最早版本,也就是大家口口相传的redis是单线程
    • 版本4.x,严格意义来说也不是单线程,而是负责处理客户端请求的线程是单线程,但是开始加了点多线程的东西(异步删除)。
    • 2020年5月版本的6.0.x后及2022年出的7.0版本后,告别了大家印象中的单线程,用一种全新的多线程来解决问题。

1.2 Redis所谓的“单线程”

主要是指Redis的网络IO键值对读写是由一个线程来完成的,Redis在处理客户端的请求时包括获取 (socket 读)、解析、执行、内容返回 (socket 写) 等都由一个顺序串行的主线程处理,这就是所谓的“单线程”。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。

Redis7---单线程和多线程(一)_第1张图片

但Redis的其他功能,比如持久化RDB、AOF、异步删除、集群数据同步等等,其实是由额外的线程执行的。

Redis命令工作线程是单线程的,但是,对整个Redis来说,是多线程的

1.3 Redis演进变化

1.3.1 Redis 3.x 单线程时代性能很快的原因

  • 基于内存操作
    • 所有Redis的数据都存在内存中,因此所有的运算都是内存级别的,所以他的性能高
  • 数据结构简单
    • Redis的数据结构是专门设计的,这些简单的数据结构的查找和操作时间大部分复杂度都是O(1),性能高
  • 多路复用和非阻塞IO
    • Redis使用I/O多路复用功能来监听多个socket连接客户端,这样可以使用一个线程来处理多个请求,减少线程切换带来额开销,同时也避免了I/O阻塞操作
  • 避免上下文切换
    • 因为是单线程模型,因此就避免了不必要的上下文切换和多线程竞争,这就省去了多线程切换带来的时间和性能上的消耗,而且单线程不会导致死锁问题的发生

1.3.2 Redis 4.0 之前一直采用单线程的主要原因有三个

  1. 使用单线程模型是 Redis 的开发和维护更简单,因为单线程模型方便开发和调试;
  2. 即使使用单线程模型也并发的处理多客户端的请求,主要使用的是IO多路复用和非阻塞IO;
  3. 对于Redis系统来说,主要的性能瓶颈是内存或者网络带宽而并非 CPU

2. Redis单线程为什么加了多线程特性

  • 1、CPU都是多核的了,redis还是单线程,会托硬件的后腿

  • 2、因为单线程有单线程的问题,比如我要删除一个比较大的key

    • del bigkey 会一直阻塞,等待删除完成,才能继续操作,会导致Redis主线程卡顿

所以引入了 惰性删除 可以有效避免Redis主线程卡顿

  • 在 Redis 4.0 中就新增了多线程的模块,当然此版本中的多线程主要是为了解决删除数据效率比较低的问题的。

  • unlink key
    flushdb async
    flushall async
    把删除工作交给了后台的小弟(子线程)异步来删除数据了。

因为Redis是单个主线程处理,redis之父antirez一直强调"Lazy Redis is better Redis".

  • 而lazy free的本质就是把某些cost(主要时间复制度,占用主线程cpu时间片)较高删除操作,从redis主线程剥离让BIO子线程来处理,极大地减少主线阻塞时间。从而减少删除导致性能和稳定性问题。

虽然引入了多个线程来实现数据的异步惰性删除等功能,但其处理读写请求的仍然只有一个线程,所以仍然算是狭义上的单线程

3.Redis 6/7的多线程特性和IO多路复用入门篇

对于Redis 主要的性能瓶颈是内存或者网络带宽 而并非CPU

Redis7---单线程和多线程(一)_第2张图片

Redis6→7将网络数据读写、请求协议解析通过多个IO线程的来处理 ,
对于真正的命令执行来说,仍然使用主线程操作,一举两得,便宜占尽!!! o( ̄▽ ̄)d

Redis7---单线程和多线程(一)_第3张图片

  • IO多路复用+epoll函数使用,才是redis为什么这么快的直接原因,而不是仅仅单线程命令+redis安装在内存中。

后续我也会再深入的学习redis的IO多路复用。

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