Redis的单线程OR多线程？

Redis的单线程OR多线程？

Q：
1 java是否支持泛型? —java8才开始支持 java5
2 Java是否支持lambda express
版本3.X ，最早版本，也就是大家口口相传的redis是单线程，阳哥2016年讲解的redis就是3.X的版本。
版本4.x，严格意义来说也不是单线程，而是负责处理客户端请求的线程是单线程，但是开始加了点多线程的东西**(异步删除)**。
2020年5月版本的6.0.x后及2022年出的7.0版本后，告别了大家印象中的单线程，用一种全新的多线程来解决问题。

Redis的单线程主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的，Redis在处理客户端的请求时包括获取(socket 读)、解析、执行、内容返回(socket 写)等都由于个顺序串行的主线程处理，这就是所谓的“单线程”。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。

但Redis的其他功能，比如持久化RDB、AOF、异步删除、集群数据同步等等其实是由额外的线程执行的。
Redis命令工作线程是单线程的，但是，整个Redis来说，是多线程的;

Redis3.x单线程时代但是性能依旧很快的主要原因：

1.基于内存操作: Redis 的所有数据都存在内存中，因此所有的运算都是内存级别的，所以他的性能比较高;
2.数据结构简单: Redis 的数据结构是专门设计的，而这些简单的数据结构的查找和操作的时间大部分复杂度都是 O(1)
3.多路复用和非阻塞 I/O:Redis使用I/O多路复用功能来监听多个 socket连接客户端，这样就可以使用一个线程来处理多个请求，减少了线程切换带来的开销，同时也避免了I/O阻塞操作。（最重要）
4.多避免上下文切换:因为是单线程模型，因此就避免了不必要的上下文切换和多线程竞争，这就省去了多线程切换带来的时间。

Redis4.0之前一直采用单线程的主要原因有以下三个

1 使用单线程模型是 Redis 的开发和维护更简单，因为单线程模型方便开发和调试。
2 即使使用单线程模型也并发的处理多客户端的请求，主要使用的是IO多路复用和非阻塞IO；
3 对于Redis系统来说，主要的性能瓶颈是内存或者网络带宽而并非 CPU。

Redis单线程的缺点：

正常情况下使用 del 指今可以很快的删除数据，而当被删除的 key 是一个非常大的对象时，例如时包含了成千上万个元素的 hash 集
合时，那么 del 指令（单线程原子操作）就会造成 Redis 主线程卡顿。——大Key删除难问题。

UNLINK KEY	异步删除key
Flushdb async	异步命令用于清空当前数据库中的所有 key
Flushall async	异步命令用于清空整个 Redis 服务器的数据

从redis主线程剥离让bio子线程来处理，极大地减少主线阻塞时间。从而减少删除导致性能和稳定性问题。

Redis为什么这么快？

随着网络硬件的性能提升，Redis的性能瓶颈有时会出现在网络IO的处理上，也就是说，单个主线程处理网络请求的速度跟不上底层网络硬件的速度,
为了应对这个问题:采用多个IO线程来处理网络请求，提高网络请求处理的并行度，Redis6/7就是采用的这种方法。
但是，Redis的多IO线程只是用来处理网络请求的，对于读写操作命令Redis仍然使用单线程来处理。，通过多个IO线程并行处理网络操作，可以提升实例的整体处理性能。而继续使用单线程执行命令操作，就不用为了保证Lua脚本、事务的原子性，额外开发多线程互斥加锁机制了(不管加锁操作处理)，这样一来，Redis线程模型实现就简单了

阶段一: 服务端和客户端建立Socket连接，并分配处理线程首先，主线程负责接收建立连接请求，当有客户端请求和实例建立Socket连接时，主线程会创建和客户端的连接，并把Socket 放入全局等待队列中。紧接着，主线程通过轮询方法把Socket连接分配给IO
线程阶段二:IO线程读取并解析请求
主线程一旦把Socket分配给IO线程，就会进入阻塞状态，等待IO线程完成客户端请求读取和解析。因为有多个IO线程在并行处理，所以，这个过程很快就可以完成。
阶段三:主线程执行请求操作
等到IO线程解析完请求，主线程还是会以单线程的方式执行这些命令操作
阶段四:IO线程回写Socket和主线程清空全局队列
当主线程执行完请求操作后，会把需要返回的结果写入缓冲区，然后，主线程会阻塞等待IO线程，把这些结果回写到Socket中，并返回给客户端。和IO线程读取和解析请求一样，IO线程回写Socke时，也是有多个线程在并发执行，所以回写Socket的速度也很快。等到IO线程回写Socket完毕，主线程会清空全局队列，等待客户端的后续请求。
IO多路复用+epoll函数使用，才是redis为什么这么快的直接原因，而不是仅仅单线程命令+redis安装在内存中。

主线程和IO多线程如何协同完成请求的？

I/O 的读和写本身是堵塞的，比如当 socket 中有数据时，Redis 会通过调用先将数据从内核态空间拷贝到用户态空间，再交给 Redis 调用，而这个拷贝的过程就是阻塞的，当数据量越大时拷贝所需要的时间就越多，而这些操作都是基于单线程完成的。

从Redis6开始，就新增了多线程的功能来提高 I/O 的读写性能，他的主要实现思路是将主线程的 IO 读写任务拆分给一组独立的线程去执行，这样就可以使多个 socket 的读写可以并行化了，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），将最耗时的Socket的读取、请求解析、写入单独外包出去，剩下的命令执行仍然由主线程串行执行并和内存的数据交互。

结合上图可知，网络IO操作就变成多线程化了，其他核心部分仍然是线程安全的，是个不错的折中办法。