Redis为什么那么快

Redis多路复用模型

提到redis，我们就能想到快，但是，反问一下，单线程的redis为什么这么快？

这个问题有几个关键字，单线程，redis，快，我们依据这几个关键字一一分析

单线程

1. 多线程可以提升系统的吞吐率，但并不是线性提升的，线程数增加，会增加对于共享资源管控的消耗

2. 并发访问控制会增加系统的复杂度和降低可维护性

Redis

1. 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，像其他的数据持久化，异步复制，集群数据同步都是由其他的线程执行的

2. Redis的单线程模型达到每秒十万级别的处理能力，就是Redis采用了多路复用机制

快

Redis快的原因主要有几个方面

a. Redis的大部分操作都是在内存上完成

b. 采用了高效的数据结构，如哈希表和调表

c. 采用了多路复用机制，在网络IO操作中能并发处理客户端大量请求，提高吞吐率

要了解多路复用机制，我们先要明白网络操作的基本IO模型和潜在的阻塞点，因为Redis是单线程执行，如果线程被阻塞了，就无法进行多路复用了

基本IO模型

在这个基础IO模型中，潜在的阻塞点在accept()和recv()。当Redis监听到客户端有连接请求，但是一直未能成功建立连接的时候，会阻塞在accept()方法，当Redis通过

recv() 从客户端读取数据时，如果数据一直无法到达，也会一直阻塞

非阻塞模型

Socket非阻塞模型，在这个模型中，不同操作调用后会返回不同的套接字类型，socket()方法会返回主动套接字，然后调用listen()方法，将主动套接字转化成监听套接字，可以监听来自

客户端的连接请求，最后，accept()方法接收到达客户端的连接，并返回已经连接的套接字

这里的套接字可以设置为非阻塞，Redis线程可以不用一直阻塞，有相应的机制在监听套接字上等待后续连接请求，并通知到Redis

基于多路复用的高性能I/O模型

Redis在只运行单线程情况下，允许内核中，同时存在多个监听套接字和已连接套接字，内核会一直监听套接字上的连接请求或数据请求，一旦有请求到来，会交给Redis线程处理

Redis框架调用epoll机制，让内核监听这些套接字，此时，Redis线程不会阻塞在某一个特定监听或者已连接套接字上，因为这个，Redis可以同时和多个客户端连接处理请求

回调机制

为了请求到达时可以通知到Redis线程，select/epoll提供了基于事件的回调机制，如上图，绑定了不同的事件队列，Redis单线程不断对事件队列进行处理，Redis不需要轮询是否有请求，而是通过回调

的机制避免CPU的浪费，能及时响应客户端的请求，提升Redis的响应性能

最后，用一个实例说明，解释下整个流程，连接请求和读数据请求

连接请求: 对应上面的AcceptEvent，当Linux内核监听到有连接请求是，就会触发Accept事件，内核就会回调Redis相应的accpet函数进行处理

多路复用的机制有Linux系统的select/epoll实现，也有FreeBSD的kqueue实现，还有基于Solaris的evport实现

TODOS

Redis的数据结构优化

内存操作细节，一条命令的执行流程

select/epoll技术细节，零拷贝是指什么？

Redis高可用，Redis Cluster和Codis部署区别

Redis持久化是怎么实现的？

Redis事务（隔离级别）