牛皮了！Redis 6.0 如何实现大幅度的性能提升!

本文主要是介绍牛皮了！Redis 6.0 如何实现大幅度的性能提升!，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！

牛皮了！Redis 6.0 如何实现大幅度的性能提升

导读:

Redis可以轻松支撑100k+ QPS，离不开基于Reactor模型的I/O Multiplexing，In-memory操作，以及单线程执行命令避免静态消耗。尽管性能已经能满足大多数应用场景，但是如何继续在迭代中继续优化，以及在多核时代利用上多线程的优势，也是大家关注的重点。我们知道性能优化在系统资源层面可以从I/O以及CPU上入手，对于Redis而言，其功能不过度依赖CPU计算能力，即不是CPU密集型的应用，而In-memory的操作也绕开了通常会拖慢性能的磁盘I/O，所以在Redis 6.0版本中，将从网络I/O入手，引入Threaded I/O辅助读写，在一些场景下实现了大幅度的性能提升。本文将介绍Redis的事件模型，分析Threaded I/O是如何帮助提升性能，以及其实现的原理。

Introduction

Redis从6.0版本开始引入了Threaded I/O，目的是为了提升执行命令前后的网络I/O性能。本文会先从Redis的主流程开始分析，讲解网络I/O发生在哪里，以及现有的网络I/O模型，然后介绍Threaded I/O的新模型、实现以及生效场景，最后会进行场景测试，对比Threaded I/O关闭与开启，以及启用Threaded I/O与在单实例上搭建集群的性能差异。如果你已经了解过Redis的循环流程，可以直接跳至浪Threaded I/O相关 的部分；如果你只关心新功能的实际提升，可以跳至 性能测试 部分查看。

Redis是如何运行的

事件循环

main

Redis的入口位于server.c下， main() 方法流程如图所示。

牛皮了！Redis 6.0 如何实现大幅度的性能提升

在意main() 方法中Redis首先需要做的是 初始化各种库以及服务配置 。具体举例：

crc64_init() 会初始化一个crc校验用的Lookup Table
getRandomBytes() 为 hashseed 填充随机元素作为初始化值，用作哈希表的seed
...
initServerConfig() 中执行了大量对 server 对象属性的初始化操作：
- 初始化 server.runid ，如 16e05f486b8d41e79593a35c8b96edaff101c194
- 获取当前的时区信息，存放至 server.timezone 中
- 初始化 server.next_client_id 值，使得连接进来的客户端id从1开始自增
- ...
ACLInit() 是对Redis 6.0新增的ACL系统的初始化操作，包括初始化用户列表、ACL日志、默认用户等信息
通过 moduleInitModulesSystem() 和 tlsInit() 初始化模块系统和SSL等
...

初始化结束后，开始 读取用户的启动参数 ，和大多数配置加载过程类似，Redis也通过字符串匹配等分析用户输入的 argc 和 argv[] ，这个过程中可能会发生：

获取到配置文件路径，修改 server.configfile 的值，后续用于加载配置文件
获取到启动选项参数，如 loadmodule 和对应的Module文件路径，保存至 options 变量中

解析完参数之后，执行 loadServerConfig() ， 读取配置文件并与命令行参数options的内容进行合并 ，组成一个 config 变量，并且逐个将name和value设置进configs列表中。对于每个config，有对应的switch-case的代码，例如对于 loadmodule ，会执行 queueLoadModule() 方法，以完成真正的配置加载：

...} else if (!strcasecmp(argv[0],"logfile") && argc == 2) {   ...         } else if (!strcasecmp(argv[0],"loadmodule") && argc >= 2) {queueLoadModule(argv[1],&argv[2],argc-2);} else if (!strcasecmp(argv[0],"sentinel")) {
...

回到 main 方法的流程，Redis会开始打印启动的日志，执行 initServer() 方法，服务根据配置项，继续 为 server 对象初始化内容 ，例如：

创建事件循环结构体 aeEventLoop （定义在ae.h），赋值给 server.el
根据配置的db数目，分配大小为 sizeof(redisDb) * dbnum 的内存空间， server.db 保存这块空间的地址指针
每个db都是一个redisDb结构，将这个结构中的保存key、保存过期时间等的字典初始化为空dict
...

此后就是一些根据不同运行模式的初始化，例如常规模式运行时会记录常规日志、加载磁盘持久化的数据；而在sentinel模式运行时记录哨兵日志，不加载数据等。

在所有准备操作都完成后， Redis开始陷入 aeMain() 的事件循环，在这个循环中会不断执行 aeProcessEvents() 处理发生的各种事件，直到Redis结束退出。

两种事件

Redis中存在有两种类型的事件： 时间事件 、 文件事件 。

时间事件也就是到了一定时间会发生的事件，在Redis中它们被记录成一个链表，每次创建新的时间事件的时候，都会在链表头部插入一个 aeTimeEvent 节点，其中保存了该事件会在何时发生，需要调用什么样的方法处理。遍历整个链表我们可以知道离最近要发生的时间事件还有多久，因为链表里面的节点按照自增id顺序排列，而在发生时间的维度上是乱序的。

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