Redis 多线程

在Redis 6.0中，非常受关注的第一个新特性就是多线程。这是因为，Redis一直被大家熟知的就是它的单线程架构，虽然有些命令操作可以用后台线程或子进程执行（比如数据删除、快照生成、AOF重写）。但是，从网络IO处理到实际的读写命令处理，都是由单个线程完成的。

随着网络硬件的性能提升，Redis的性能瓶颈有时会出现在网络IO的处理上，也就是说，单个主线程处理网络请求的速度跟不上底层网络硬件的速度。为了应对这个问题，一般有两种方法。

第一种方法是，用用户态网络协议栈（例如DPDK）取代内核网络协议栈，让网络请求的处理不用在内核里执行，直接在用户态完成处理就行。对于高性能的Redis来说，避免频繁让内核进行网络请求处理，可以很好地提升请求处理效率。但是，这个方法要求在Redis的整体架构中，添加对用户态网络协议栈的支持，需要修改Redis源码中和网络相关的部分（例如修改所有的网络收发请求函数），这会带来很多开发工作量。而且新增代码还可能引入新Bug，导致系统不稳定。所以，Redis 6.0中并没有采用这个方法。

第二种方法就是采用多个IO线程来处理网络请求，提高网络请求处理的并行度。Redis 6.0就是采用的这种方法。

但是，Redis的多IO线程只是用来处理网络请求的，对于读写命令，Redis仍然使用单线程来处理。这是因为，Redis处理请求时，网络处理经常是瓶颈，通过多个IO线程并行处理网络操作，可以提升实例的整体处理性能。而继续使用单线程执行命令操作，就不用为了保证Lua脚本、事务的原子性，额外开发多线程互斥机制了。这样一来，Redis线程模型实现就简单了。

我们来看下，在Redis 6.0中，主线程和IO线程具体是怎么协作完成请求处理的。掌握了具体原理，你才能真正地会用多线程。为了方便理解，我们可以把主线程和多IO线程的协作分成四个阶段。如下图所示：

阶段一：服务端和客户端建立Socket连接，并分配处理线程

首先，主线程负责接收建立连接请求。当有客户端请求和实例建立Socket连接时，主线程会创建和客户端的连接，并把 Socket 放入全局等待队列中。紧接着，主线程通过轮询方法把Socket连接分配给IO线程。

阶段二：IO线程读取并解析请求

主线程一旦把Socket分配给IO线程，就会进入阻塞状态，等待IO线程完成客户端请求读取和解析。因为有多个IO线程在并行处理，所以，这个过程很快就可以完成。

阶段三：主线程执行请求操作

等到IO线程解析完请求，主线程还是会以单线程的方式执行这些命令操作。

阶段四：IO线程回写Socket和主线程清空全局队列

当主线程执行完请求操作后，会把需要返回的结果写入缓冲区，然后，主线程会阻塞等待IO线程，把这些结果回写到Socket中，并返回给客户端。和IO线程读取和解析请求一样，IO线程回写Socket时，也是有多个线程在并发执行，所以回写Socket的速度也很快。等到IO线程回写Socket完毕，主线程会清空全局队列，等待客户端的后续请求。

在Redis 6.0中，多线程机制默认是关闭的，如果需要使用多线程功能，需要在 redis.conf 中完成两个设置。

1.设置io-thread-do-reads配置项为yes，表示启用多线程。

io-threads-do-reads yes

2.设置线程个数。一般来说，线程个数要小于Redis实例所在机器的CPU核个数

例如，对于一个8核的机器来说，Redis官方建议配置6个IO线程。

io-threads  6

如果你在实际应用中，发现Redis实例的CPU开销不大，吞吐量却没有提升，可以考虑使用Redis 6.0的多线程机制，加速网络处理，进而提升实例的吞吐量。

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