Redis为什么这么快

1、完全基于内存

绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速。
数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1);

2、数据结构简单

对数据操作也简单,Redis中的数据结构是专门进行设计的;

3、采用单线程

避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,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;

4、使用多路I/O复用模型,非阻塞IO;

5、使用底层模型不同

它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;

以上几点都比较好理解,下边我们针对多路 I/O 复用模型进行简单的探讨:
比如,现在我们模拟一个tcp服务器处理30个客户的socket,如何快速的处理掉这30个请求呢?

在不了解原理的情况下,我们类比一个实例:在课堂上让全班30个人同时做作业,做完后老师检查,30个学生的作业都检查完成才能下课。如何在有限的资源下,以最快的速度下课呢?

第一种:安排一个老师,按顺序逐个检查。先检查A,然后是B,之后是C、D。。。这中间如果有一个学生卡住,全班都会被耽误。这种模式就好比,你用循环挨个处理socket,根本不具有并发能力。这种方式只需要一个老师,但是耗时时间会比较长。
第二种:安排30个老师,每个老师检查一个学生的作业。 这种类似于为每一个socket创建一个进程或者线程处理连接。这种方式需要30个老师(最消耗资源),但是速度最快。
第三种:安排一个老师,站在讲台上,谁解答完谁举手。这时C、D举手,表示他们作业做完了,老师下去依次检查C、D的答案,然后继续回到讲台上等。此时E、A又举手,然后去处理E和A。这种方式可以在最小的资源消耗的情况下,最快的处理完任务。
第三种就是IO复用模型(Linux下的select、poll和epoll就是干这个的。将用户socket对应的fd注册进epoll,然后epoll帮你监听哪些socket上有消息到达,这样就避免了大量的无用操作。此时的socket应该采用非阻塞模式。这样,整个过程只在调用select、poll、epoll这些调用的时候才会阻塞,收发客户消息是不会阻塞的,整个进程或者线程就被充分利用起来,这就是事件驱动,所谓的reactor模式。)

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