文章目录Redis想必大家都或多或少听过吧,我们在工作学习中通常用它来作为缓存使用,既然是作为缓存,大家的第一反应肯定是:这家伙很快! 实际上它确实也很快 : ),但Redis底层却是单线程的!有同学可能就要有疑问了,为什么单线程的Redis却能够快到飞起? 别急,我尽量用通俗易懂的语言来给各位说道说道~~
Redis为什么用单线程?多线程的开销通常情况下,在采用多线程后,如果没有良好的系统设计,其实是左图所展示的那样(注意纵坐标)。刚开始增加线程数时,系统吞吐率会增加,再进一步增加线程时,系统吞吐率就增长迟缓了,甚至还会出现下降的情况。
关键瓶颈在于: 系统中通常会存在会被多线程同时访问的共享资源,为了保证共享资源的正确性,就需要有额外的机制保证线程安全性,例如加锁,这会带来额外的开销。 比如拿最常用的 并发访问控制一直是多线程开发中的一个难点问题:如果只是简单地采用一个互斥锁,就会出现即使增加了线程,大部分线程也在等待获取互斥锁,并行变串行,系统吞吐率并没有随着线程的增加而增加。 同时加入并发访问控制后也会降低系统代码的可读性和可维护性,所以Redis干脆直接采用了单线程模式。 Redis使用单线程为什么还这么快?之所以使用单线程是Redis设计者多方面衡量的结果。
既然Redis使用单线程进行IO,如果线程被阻塞了就无法进行多路复用了,所以不难想象,Redis肯定还针对网络和IO操作的潜在阻塞点进行了设计。 网络与IO操作的潜在阻塞点在网络通信里,服务器为了处理一个Get请求,需要监听客户端请求( 最基本的一种单线程实现是依次执行上面的操作。
基于多路复用的高性能IO模型为了解决IO中的阻塞问题,Redis采用了Linux的IO多路复用机制,该机制允许内核中,同时存在多个监听套接字和已连接套接字( 内核会一直监听这些套接字上的连接或数据请求。一旦有请求到达,就会交给Redis处理,这就实现了一个Redis线程处理多个IO流的效果。
回调机制select/epoll一旦监测到FD上有请求到达时,就会触发相应的事件被放进一个队列里,Redis线程对该事件队列不断进行处理,所以就实现了基于事件的回调。 例如,Redis会对Accept和Read事件注册 Redis的性能瓶颈点经过上面的分析,虽然通过多路复用机制可以同时监听多个客户端的请求,但Redis仍然有一些性能瓶颈点,这也是我们平时编程需要极力避免的情况。 1. 耗时操作 这一点需要我们在设计业务场景时去规避;Redis的 2. 高并发场景 Redis在6.0可以利用CPU多核多线程读写客户端数据,但只是针对客户端的读写是并行的,每个命令的真正操作还是单线程。 其他Redis相关的有趣问题借此机会也提几个和redis相关的有意思的问题。 1. 为什么要用Redis,直接访问内存不好吗?这一条其实并没有很明确的界定,对于一些不经常变动的数据,可以直接放到内存里,不一定要放到Redis里,可以放到内存里。一致性问题:如果一个数据被修改了,数据在本地内存里的话,可能只有一台服务器上的数据被修改了。如果用Redis里面的话,我们访问Redis服务器,可以解决一致性问题。 2. 数据太多内存放不下怎么办?比如我要缓存100G的数据,怎么办?这里也要打一个广告Tair是淘宝开源的分布式KV缓存系统,它从Redis继承了丰富的操作,理论上总数据量无限制,针对可用性、可扩展性、可靠性也进行了升级,感兴趣的小伙伴们可以了解一下~ |
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