redis源码之：多线程与读写事件处理

在redis6之后，引入了多线程，主要是因为硬件的发展，IO设备的吞吐能力在大大增强，很适合同时多任务大批量数据读写。
在了解redis的多线程之前，先来大概看下C语言多线程与metux锁的使用：

void test_thread_mutex();
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int main(int argc, char **argv) {
    test_thread_mutex();
}
void* thread_function(void* arg) {

    pthread_mutex_lock(&mutex); // 获取互斥锁
    sleep(10);
    printf(" new thread! Thread ID: %lu\n", (unsigned long)pthread_self());
    pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放互斥锁
    return NULL;
}
void test_thread_mutex(){
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, thread_function, NULL);//创建新线程并在新线程运行function
    printf("Main thread start...\n");
    pthread_mutex_lock(&mutex); // 获取互斥锁
    printf("Main thread processing\n");
    pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放互斥锁

    pthread_join(tid, NULL);
}

代码很简单，如果没了解过，直接看redis多线程的源码有点阻碍。
启动多线程可以根据主机核数配置线程数：

官方的说明，对于四核主机，可以配置2-3个线程，对于八核主机可以配置6个线程。具体咱也没测过。最多可以配置#define IO_THREADS_MAX_NUM 128个线程。

redis默认是不对读任务进行多任务处理的，如果需要启动读任务多线程处理需要在配置文件配置：
io-threads-do-reads yes

一、多线程初始化：

在main()方法中，进入InitServerLast(),完成bioInit()和initThreadIO():

初始化线程池完成后，缓存多个Io thread，thread2-4被bio线程占用，看名字可能是跟文件关闭、aof持久化等相关的。

查看其中一个子线程，可以看到该线程被阻塞：

二、启动多线程

由多线程初始化可知，最开始，由于主线程抢占了各个子线程的锁，每个子线程都在阻塞状态，因此主线程需要在某处释放锁，启动各个子线程：
通过pthread_mutex_unlock(&io_threads_mutex[id])在IDE里ctrl+G,全局查找释放锁的位置：一个是在子线程本身，一个是在startThreadIO();
继续跟踪发现，只有handleClientsWithPendingWritesUsingThreads()中调用了startThreadedIO()，handleClientsWithPendingWritesUsingThreads主要的作用是处理pending的写任务，这里主要先看何时启动子线程：
在aeMain()中不断循环遍历获取epoll事件过程中：

三、多线程处理读任务

在redis源码之：事件驱动epoll中我们分析过，eventloop不断循环遍历获取事件，然后读事件会通过handler调用到readQueryFromClient()，之前在redis源码之：客户端命令执行Command是以单线程的视角解读，现在来看看多线程下的逻辑：
那在多线程调用readQueryFromClient()的时候，何时结束子线程的调用，在主线程继续命令执行？在readQueryFromClient()执行到processInputBuffer©：

因此可以得出结论，在redis中，可以多线程执行多个client读数据，但是最后还是按client到达的先后顺序执行每个client对应的命令。事务的一致性跟单线程一样的。

对于写数据的场景，主要看handleClientsWithPendingWritesUsingThreads(),套路跟读数据的情况差不多，分多个线程写数据到客户端，不过写数据后续没有命令执行的步骤。这里就不分析了。

四、停止多线程

停止多线程的地方主要有两处：

handleClientsWithPendingWritesUsingThreads中停止多线程、通过定时任务在serverCron中尝试关停多线程


在initServer()的时候，设置了timeEvent,并设置回调函数serverCron().，不断检查当前pending的写任务个数，判断是否暂停多线程。

附：对于写事件的处理

跟上面写事件的跟踪流程差不多。以infoCommand为例，在执行完命令后，会调用addReplyVerbatim()-》addReplyProto()返回响应,里面会调用prepareClientToWrite-》clientInstallWriteHandler()将当前处理的client放到pending_write队列，这也是开启多线程的关键；并将响应信息通过_addReplyToBuffer()写入到client的buffer中，此时并没有写入到fd对应的socket的buffer。
然后再eventloop的下次循环中，在beforesleep，完成handleClientsWithPendingReadsUsingThreads()后，调用handleClientsWithPendingWritesUsingThreads(),通过多线程对多个client完成writeToClient()调用connWrite()->connSocketWrite（），返回响应到客户端。
在handleClientsWithPendingWritesUsingThreads中通过多线程并行处理多个写任务过程中，有些写任务由于每次写有字节限制，未完成全部数据写的client，会通过connSocketSetWriteHandler()注册写事件的handler（sendReplyToClient()）在epoll中，写事件表示一个文件描述符（通常是套接字）已经准备好进行写操作。当一个套接字的写缓冲区有空间可以写入数据时，会触发写事件,从而调用sendReplyToClient(),完成剩余字节的写。