redis：八、redis线程相关和I/O多路复用模型

redis线程相关

redis是单线程的，为什么还这么快？

• Redis是纯内存操作，执行速度非常快
• 采用单线程，避免不必要的上下文切换可竞争条件，多线程还要考虑线程安全问题
• 使用I/O多路复用模型，非阻塞IO

I/O多路复用模型

这部分黑马讲得不好，建议看别的视频。

用户空间和内核空间

Linux系统中一个进程使用的内存情况划分两部分：内核空间、用户空间

• 用户空间只能执行受限的命令（Ring3），而且不能直接调用系统资源，必须通过内核提供的接口来访问
• 内核空间可以执行特权命令（Ring0），调用一切系统资源

Linux系统为了提高IO效率，会在用户空间和内核空间都加入缓冲区：
写数据时，要把用户缓冲数据拷贝到内核缓冲区，然后写入设备
读数据时，要从设备读取数据到内核缓冲区，然后拷贝到用户缓冲区

所以要提升效率，就从两方面改进：

1. 减少用户空间等待数据就绪的时间
2. 减少整个过程中读写数据的时间

IO模型（linux系统）

阻塞IO

非阻塞IO

IO多路复用

IO多路复用是利用单个线程来同时监听多个Socket ，并在某个Socket可读、可写时得到通知，从而避免无效的等待，充分利用CPU资源。不过监听Socket的方式、通知的方式又有多种实现，常见的有：

• select
• poll
• epoll

其中，select和poll只会通知用户进程有Socket就绪，但不确定具体是哪个Socket ，需要用户进程逐个遍历Socket来确认。
epoll则会在通知用户进程Socket就绪的同时，把已就绪的Socket写入用户空间。
现在多使用改良的epoll。

redis的网络模型（redis中的IO多路复用）

相关面试题

能解释一下I/O多路复用模型？

候选人：嗯~~，I/O多路复用是指利用单个线程来同时监听多个Socket ，并在某个Socket可读、可写时得到通知，从而避免无效的等待，充分利用CPU资源。目前的I/O多路复用都是采用的epoll模式实现，它会在通知用户进程Socket就绪的同时，把已就绪的Socket写入用户空间，不需要挨个遍历Socket来判断是否就绪，提升了性能。

其中Redis的网络模型就是使用I/O多路复用结合事件的处理器来应对多个Socket请求，比如，提供了连接应答处理器、命令回复处理器，命令请求处理器；

在Redis6.0之后，为了提升更好的性能，在命令回复处理器使用了多线程来处理回复事件，在命令请求处理器中，将命令的转换使用了多线程，增加命令转换速度，在命令执行的时候，依然是单线程。