Redis 线程模型，Redis多线程到底是什么

原创已于 2024-01-29 22:35:43 修改 · 1.6k 阅读

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#redis #数据库 #缓存

于 2024-01-28 22:37:55 首次发布

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文章分析了Redis从单线程到引入多线程的转变，探讨了多线程的原因、单线程的优势和弊端，以及Redis6/7如何通过多IO线程优化网络IO处理。

1、简介

熟悉Redis的都知道，Redis是单线程的，但这是在Redis3.x版本，在Redis4.x版本引入多线程，但是此时多线程是指开启另外线程处理数据删除、持久化等操作。2018年5月，Redis核心代码重构，作为Redis5.x版本；Redis6/7真正引入多线程。

在Redis 单线程时代，为什么能那么快，主要有以下几点原因：

1）、基于内存操作：Redis 所有数据都在内存中，所有运算都是内存级别的，性能较高；

2）、多路复用和IO非阻塞：Redis通过IO多路复用来监听多个连接客户端的socket，这样就可以一个线程处理多个客户端请求，避免IO阻塞操作；

3）、避免线程上下文切换：Redis 是单线程的，因此避免了线程上下文切换带来的资源消耗和不必要的多线程竞争，省去了时间和性能上的消耗。

4）、数据结构简单：Redis 大部分数据操作时间复杂度基本都是 O(1)，性能较高。

为什么一直采用单线程：

1）、使用单线程模型使得 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。

单线程弊端：

1）、删除大 key 的时候，会造成阻塞，导致 Redis 主线程卡顿。

2）、数据量大操作也会导致 Redis 主线程卡顿。

2、Redis 多线程机制

Redis一直被大家熟知的就是它的单线程架构，虽然有些命令操作可以用后台线程或子进程执行（比如数据删除、快照生成、AOF重写）。但是，从网络IO处理到实际的读写命令处理，都是由单个线程完成的。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，为了解决这个问题，Redis 6/7 引入多线程机制。

Redis6/7 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，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。这是因为，Redis处理请求时，网络处理经常是瓶颈，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，而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。

简单来讲，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。

3、Redis 多线程配置

在Redis6/7中，多线程机制默认是关闭的，如果需要使用多线程功能，需要在 redis.conf 中设置两个参数。

1）、设置io-thread-do-reads配置项为yes，表示启动多线程。

2）、设置线程个数。关于线程数的设置，官方的建议是如果为 4 核的 CPU，建议线程数设置为 2 或 3，如果为 8 核 CPU 建议线程数设置为 6，线程数一定要小于机器核数，线程数并不是越大越好。

################################ THREADED I/O ################################
# Redis is mostly single threaded, however there are certain threaded
# operations such as UNLINK, slow I/O accesses and other things that are
# performed on side threads.
# 设置线程数：如果机器合数为4个，设置2/3；如果机器核数为8个，设置6
io-threads 4
# Setting io-threads to 1 will just use the main thread as usual.
io-threads-do-reads yes   # 默认为no