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、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;
3、使用多路 I/O 复用模型,非阻塞 IO;
什么是I/O多路复用?
- I/O :网络 I/O
- 多路 :多个网络连接
- 复用:复用同一个线程。
文件事件处理器的结构包含4个部分:多个Socket、IO多路复用程序、文件事件分派器以及事件处理器 (命令请求处理器、命令回复处理器、连接应答处理器等)。 多个 Socket 可能并发的产生不同的操作,每个操作对应不同的文件事件,但是IO多路复用程序会监听 多个 Socket,会将 Socket 放入一个队列中排队,每次从队列中取出一个 Socket 给事件分派器,事件 分派器把 Socket 给对应的事件处理器。 然后一个 Socket 的事件处理完之后,IO多路复用程序才会将队列中的下一个 Socket 给事件分派器。文 件事件分派器会根据每个 Socket 当前产生的事件,来选择对应的事件处理器来处理。
Redis采用epoll作为I/O多路复用技术的实现,并使用非阻塞I/O来执行读、写和连接等操作。通过这种方式,Redis可以快速地处理大量的客户端连接和数据读写操作,而不会因为过多的I/O操作导致性能下降或线程阻塞。
三、为什么Redis是单线程?
这里我们强调的单线程,指的是网络请求模块使用一个线程来处理,即一个线程处理所有网络请求,其他模块仍用了多个线程。
那为什么使用单线程呢?官方答案是:因为CPU不是Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且CPU不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。
但是,我们使用单线程的方式是无法发挥多核CPU 性能,不过我们可以通过在单机开多个Redis 实例来解决这个问题
四、Redis6.0 的多线程?
1、Redis6.0 之前为什么一直不使用多线程?
Redis使用单线程的可维护性高。多线程模型虽然在某些方面表现优异,但是它却引入了程序执行顺序的不确定性,带来了并发读写的一系列问题,增加了系统复杂度、同时可能存在线程切换、甚至加锁解锁、死锁造成的性能损耗。
2、Redis6.0 为什么要引入多线程呢?
因为Redis的瓶颈不在内存,而是在网络I/O模块带来CPU的耗时,所以Redis6.0的多线程是用来处理网络I/O这部分,充分利用CPU资源,减少网络I/O阻塞带来的性能损耗。
3、Redis6.0 如何开启多线程?
默认情况下Redis是关闭多线程的,可以在conf文件进行配置开启:
io-threads-do-reads yes
io-threads 线程数
“##”官方建议的线程数设置:4核的机器建议设置为2或3个线程,8核的建议设置为6个线程,线程数一定要小于机器核数,尽量不超过8个。
4、多线程模式下,是否存在线程并发安全问题?
如图,一次redis请求,要建立连接,然后获取操作的命令,然后执行命令,最后将响应的结果写到socket上。
在redis的多线程模式下,获取、解析命令,以及输出结果着两个过程,可以配置成多线程执行的,因为它毕竟是我们定位到的主要耗时点,但是命令的执行,也就是内存操作,依然是单线程运行的。所以,Redis 的多线程部分只是用来处理网络数据的读写和协议解析,执行命令仍然是单线程顺序执行,也就不存在并发安全问题。