Redis I/O多路复用机制

1. 多路复用要解决什么问题

并发多客户端连接场景，在多路复用之前最简单和典型的方案：同步阻塞网络IO模型。

这种模式的特点就是用一个进程来处理一个网络连接(一个用户请求),比如一段典型的示例代码如下。

直接调用 recv 函数从一个 socket 上读取数据。

int main(){
 ...
 // //从用户角度来看非常简单，一个recv一用，要接收的数据就到我们手里了。
 recv(sock, ...) 
}

优点：就是这种方式非常容易让人理解，写起代码来非常的自然，符合人的直线型思维。
缺点：就是性能差，每个用户请求到来都得占用一个进程来处理，来一个请求就要分配一个进程跟进处理，

问题分析：

进程在 Linux 上是一个开销不小的家伙，先不说创建，光是上下文切换一次就得几个微秒。所以为了高效地对海量用户提供服务，必须要让一个进程能同时处理很多个 tcp 连接才行。现在假设一个进程保持了 10000 条连接，那么如何发现哪条连接上有数据可读了、哪条连接可写了 ？

也可以采用循环遍历的方式来发现 IO 事件，但是这种方式也存在耗费资源（上下文切换），系统调用的阻塞耗时等问题。

结论
所以就有了有一种更高效的机制，在很多连接中的某条上有 IO 事件发生的时候直接快速把它找出来。

就是Linux 操作系统中我们所熟知的 IO 多路复用机制。这里的复用指的就是对进程的复用

2. I/O多路复用是什么？

它是指用一个进程来处理大量的用户TCP连接。

3. 单线程如何处理并发连接？为什么快？

Redis利用epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放到队列中，一次放到文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。

Redis 是跑在单线程中的，所有的操作都是按照顺序线性执行的，但是由于读写操作等待用户输入或输出都是阻塞的，所以 I/O 操作在一般情况下往往不能直接返回，这会导致某一文件的 I/O 阻塞导致整个进程无法对其它客户提供服务，而 I/O 多路复用就是为了解决这个问题而出现

所谓 I/O 多路复用机制，就是说通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。这种机制的使用需要 select 、 poll 、 epoll 来配合。多个连接共用一个阻塞对象，应用程序只需要在一个阻塞对象上等待，无需阻塞等待所有连接。当某条连接有新的数据可以处理时，操作系统通知应用程序，线程从阻塞状态返回，开始进行业务处理。

Redis 服务采用 Reactor 的方式来实现文件事件处理器（每一个网络连接其实都对应一个文件描述符） Redis基于Reactor模式开发了网络事件处理器，这个处理器被称为文件事件处理器。

它的组成结构为4部分：多个套接字、IO多路复用程序、文件事件分派器、事件处理器。因为文件事件分派器队列的消费是单线程的，所以Redis才叫单线程模型。

4. 同步&异步&阻塞&非阻塞

名词说明

• 同步：是指调用者要等待调用出结果后才能进行后续的执行（我现在就要，必须等到结果为止）；
• 异步：是指被调用方先给调用方返回应答，让调用方回去，然后计算调用结果，计算完最终结果后再返回给调用方。（一般通过回调的方式通知）
• 阻塞：调用方一直在等待而且别的什么事也不干（当前进程/线程会挂起）
• 非阻塞：调用发出后，先忙别的事情了，不会阻塞当前进程/线程，会立即返回。

4种组合方式的理解

5. 用Java说明BIO、NIO