Redis为什么是单线程的？Redis性能为什么很快？

Redis为什么是单线程的？Redis性能为什么很快？

一、Redis的高并发和快速原因

1.redis是基于内存的，内存的读写速度非常快（纯内存）。

2.redis是单线程的，省去了很多上下文切换线程的时间（避免线程切换和竞态消耗）。

3.redis使用多路复用技术，可以处理并发的连接（非阻塞IO）。

非阻塞IO 内部实现采用epoll，采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件，然后利用epoll的多路复用特性，绝不在io上浪费一点时间。

下面重点介绍单线程设计和IO多路复用核心设计快的原因。

二、为什么Redis是单线程的

2.1.官方答案

因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。

2.2.性能指标

关于redis的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。

2.3.详细原因

1）不需要各种锁的性能消耗

Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value，还有list，hash等复杂的结构，这些结构有可能会进行很细粒度的操作，比如在很长的列表后面添加一个元素，在hash当中添加或者删除一个对象。这些操作可能就需要加非常多的锁，导致的结果是同步开销大大增加。

总之，在单线程的情况下，就不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁、释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗。

2）单线程多进程集群方案

单线程的威力实际上非常强大，单核cpu效率也非常高，多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限，但是在今天的计算环境中，即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了，需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案，这些方案中多线程的技术照样是用不上的。

所以“单线程、多进程的集群”不失为一个时髦的解决方案。

3）CPU消耗

采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU。

但是如果CPU成为Redis瓶颈，或者不想让服务器其他CUP核闲置，那怎么办？

可以考虑多起几个Redis进程，Redis是key-value数据库，不是关系数据库，数据之间没有约束。只要客户端分清哪些key放在哪个Redis进程上就可以了三、Redis单线程的优劣势

3.1.单进程单线程优势

1. 代码更清晰，处理逻辑更简单。
2. 不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁、释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗。
3. 不存在“多进程或者多线程导致的切换”而消耗CPU。

3.2.单进程单线程弊端

无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善。

四、IO多路复用技术

redis 采用网络IO多路复用技术，来保证在多连接的时候系统的高吞吐量。

多路-指的是多个socket网络连接，复用-指的是复用一个线程。多路复用主要有三种技术：select，poll，epoll。epoll是最新的、也是目前最好的多路复用技术。

采用多路I/O复用技术：其一，可以让单个线程高效处理多个连接请求（尽量减少网络IO的时间消耗）。其二，Redis在内存中操作数据的速度非常快（内存里的操作不会成为这里的性能瓶颈）。主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。

五、Redis高并发快总结

\1. Redis是纯内存数据库，一般都是简单的存取操作，线程占用的时间很多，时间的花费主要集中在IO上，所以读取速度快。

\2. 再说一下IO，Redis使用的是非阻塞IO、IO多路复用，使用了单线程来轮询描述符，将数据库的开、关、读、写都转换成了事件，减少了线程切换时上下文的切换和竞争。

\3. Redis采用了单线程的模型，保证了每个操作的原子性，也减少了线程的上下文切换和竞争。

\4. 另外，数据结构也帮了不少忙，Redis全程使用hash结构，读取速度快，还有一些特殊的数据结构，对数据存储进行了优化，如压缩表，对短数据进行压缩存储，再如，跳表，使用有序的数据结构加快读取的速度。

\5. 还有一点，Redis采用自己实现的事件分离器，效率比较高，内部采用非阻塞的执行方式，吞吐能力比较大。