【Redis】单线程架构

2024-08-22 21:04
文章标签 redis 架构 单线程

本文主要是介绍【Redis】单线程架构,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

单线程架构

  • 1. 引出单线程模型
  • 2. 为什么单线程还能这么快

Redis 使⽤了单线程架构来实现⾼性能的内存数据库服务

1. 引出单线程模型

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我们已经知道从客⼾端发送的命令经历了:发送命令、执⾏命令、返回结果三个阶段,其中我们重点关注第 2 步。我们所谓的 Redis 是采⽤单线程模型执⾏命令的是指:虽然三个客⼾端看起来是同时要求 Redis 去执⾏命令的,但微观⻆度,这些命令还是采⽤线性⽅式去执⾏的,只是原则上命令的执⾏顺序是不确定的,但⼀定不会有两条命令被同步执⾏,如图 2-3、2-4、2-5 所⽰,可以想象 Redis内部只有⼀个服务窗⼝,多个客⼾端按照它们达到的先后顺序被排队在窗⼝前,依次接受 Redis 的服务,所以两条 incr 命令⽆论执⾏顺序,结果⼀定是 2,不会发⽣并发问题,这个就是 Redis 的单线程执⾏模型。

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2. 为什么单线程还能这么快

通常来讲,单线程处理能⼒要⽐多线程差,例如有 10 000 公⽄货物,每辆⻋的运载能⼒是每次200 公⽄,那么要 50 次才能完成;但是如果有 50 辆⻋,只要安排合理,只需要依次就可以完成任务。那么为什么 Redis 使⽤单线程模型会达到每秒万级别的处理能⼒呢?可以将其归结为三点:

  1. 纯内存访问。Redis将所有数据放在内存中,内存的响应时长大约为100纳秒,这就是Redis达到每秒万级别访问的重要基础
  2. 非阻塞IO。Redis采用epoll 作为 IO多路复用技术的视线,再加上Redis自身的事件处理模型将 epoll 中的连接、读写、关闭都转换为事件,不在网络IO上浪费过多的时间
  3. 单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗。单线可以简化数据结构和算法的实现,让程序模型更简单;其次多线程避免了在线程竞争同一份共享数据时带来的切换和等待消耗。

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虽然单线程给 Redis 带来很多好处,但还是有⼀个致命的问题:对于单个命令的执⾏时间都是有要求的。如果某个命令执⾏过⻓,会导致其他命令全部处于等待队列中,迟迟等不到响应,造成客⼾端的阻塞,对于 Redis 这种⾼性能的服务来说是⾮常严重的,所以 Redis 是⾯向快速执⾏场景的数据库。

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