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redis是单线程,为什么速度这么快?

数据库 wangting 2年前 (2017-11-13) 647次浏览

Redis 采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 KV 数据库,由 C 语言编写。官方提供的数据是可以达到100000+的 qps。这个数据不比采用单进程多线程的同样基于内存的 KV 数据库 Memcached 差。

Redis 快的主要原因有:

  1. 完全基于内存;
  2. 数据结构简单,对数据操作也简单;
  3. 使用多路 I/O 复用模型,异步非阻塞I/O;

 

锁不是影响性能的主要因素。线程锁 (mutex_lock) 只有在遇到冲突的情况下性能会下降,而正常情况下,遇到冲突的概率很低。如果只是简单的加锁、释放锁速度是非常快的,每秒钟上千万次没问题。memcache 内部用到了大量的锁,并没有见到性能降低。

线程也不是影响吞吐量的重要因素。如第一点来说,一般情况下,程序处理内存数据的速度远高于网卡接收的速度。使用线程好处是可以同时处理多条连接,在极端情况下,可能会提高响应速度。

 

多路 I/O 复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力,在空闲的时候,会把当前线程阻塞掉,当有一个或多个流有 I/O 事件时,就从阻塞态中唤醒,于是程序就会轮询一遍所有的流(epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流),并且只依次顺序的处理就绪的流,这种做法就避免了大量的无用操作。这里“多路”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络 IO 的时间消耗),且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快(内存内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。

redis是单线程,为什么速度这么快?

和 Memcached 不同,Redis 并没有直接使用 Libevent,而是自己完成了一个非常轻量级的对 select、epoll、evport、kqueue 这些通用的接口的实现。在不同的系统调用选用适合的接口,linux 下默认是 epoll。因为 Libevent 比较重,更通用,代码量也就很庞大,拥有很多 Redis 用不上的功能,Redis 为了追求“轻巧”并且去除依赖,就选择自己去封装了一套。

 

单进程单线程好处

  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

单进程单线程弊端

  1. 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;

其他一些优秀的开源软件采用的模型

  • 多进程单线程模型:Nginx
  • 单进程多线程模型:Memcached

 


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