Redis的高并發(fā)和快速原因

1.redis是基于內(nèi)存的，內(nèi)存的讀寫速度非常快；
2.redis是單線程的，省去了很多上下文切換線程的時間；
3.redis使用多路復用技術，可以處理并發(fā)的連接。非阻塞IO 內(nèi)部實現(xiàn)采用epoll，采用了epoll+自己實現(xiàn)的簡單的事件框架。epoll中的讀、寫、關閉、連接都轉(zhuǎn)化成了事件，然后利用epoll的多路復用特性，絕不在io上浪費一點時間。

下面重點介紹單線程設計和IO多路復用核心設計快的原因。

# 為什么Redis是單線程的
1.官方答案
因為Redis是基于內(nèi)存的操作，CPU不是Redis的瓶頸，Redis的瓶頸最有可能是機器內(nèi)存的大小或者網(wǎng)絡帶寬。既然單線程容易實現(xiàn)，而且CPU不會成為瓶頸，那就順理成章地采用單線程的方案了。

2.性能指標
關于redis的性能，官方網(wǎng)站也有，普通筆記本輕松處理每秒幾十萬的請求。

3.詳細原因
1）不需要各種鎖的性能消耗
Redis的數(shù)據(jù)結(jié)構并不全是簡單的Key-Value，還有l(wèi)ist，hash等復雜的結(jié)構，這些結(jié)構有可能會進行很細粒度的操作，比如在很長的列表后面添加一個元素，在hash當中添加或者刪除一個對象。這些操作可能就需要加非常多的鎖，導致的結(jié)果是同步開銷大大增加。總之，在單線程的情況下，就不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現(xiàn)死鎖而導致的性能消耗。

2）單線程多進程集群方案
單線程的威力實際上非常強大，每核心效率也非常高，多線程自然是可以比單線程有更高的性能上限，但是在今天的計算環(huán)境中，即使是單機多線程的上限也往往不能滿足需要了，需要進一步摸索的是多服務器集群化的方案，這些方案中多線程的技術照樣是用不上的。

所以單線程、多進程的集群不失為一個時髦的解決方案。

3）CPU消耗

采用單線程，避免了不必要的上下文切換和競爭條件，也不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗 CPU。但是如果CPU成為Redis瓶頸，或者不想讓服務器其他CUP核閑置，那怎么辦？可以考慮多起幾個Redis進程，Redis是key-value數(shù)據(jù)庫，不是關系數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)之間沒有約束。只要客戶端分清哪些key放在哪個Redis進程上就可以了。

# Redis單線程的優(yōu)劣勢

1）單進程單線程優(yōu)勢
代碼更清晰，處理邏輯更簡單
不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現(xiàn)死鎖而導致的性能消耗
不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗CPU

2）單進程單線程弊端
無法發(fā)揮多核CPU性能，不過可以通過在單機開多個Redis實例來完善。

# IO多路復用技術
redis 采用網(wǎng)絡IO多路復用技術來保證在多連接的時候， 系統(tǒng)的高吞吐量。

多路-指的是多個socket連接，復用-指的是復用一個線程。多路復用主要有三種技術：select，poll，epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路復用技術。

這里“多路”指的是多個網(wǎng)絡連接，“復用”指的是復用同一個線程。采用多路 I/O 復用技術可以讓單個線程高效的處理多個連接請求（盡量減少網(wǎng)絡IO的時間消耗），且Redis在內(nèi)存中操作數(shù)據(jù)的速度非常快（內(nèi)存內(nèi)的操作不會成為這里的性能瓶頸），主要以上兩點造就了Redis具有很高的吞吐量。

# Redis高并發(fā)快總結(jié)

Redis是純內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，一般都是簡單的存取操作，線程占用的時間很多，時間的花費主要集中在IO上，所以讀取速度快。

再說一下IO，Redis使用的是非阻塞IO，IO多路復用，使用了單線程來輪詢描述符，將數(shù)據(jù)庫的開、關、讀、寫都轉(zhuǎn)換成了事件，減少了線程切換時上下文的切換和競爭。

Redis采用了單線程的模型，保證了每個操作的原子性，也減少了線程的上下文切換和競爭。

另外，數(shù)據(jù)結(jié)構也幫了不少忙，Redis全程使用hash結(jié)構，讀取速度快，還有一些特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構，對數(shù)據(jù)存儲進行了優(yōu)化，如壓縮表，對短數(shù)據(jù)進行壓縮存儲，再如，跳表，使用有序的數(shù)據(jù)結(jié)構加快讀取的速度。

還有一點，Redis采用自己實現(xiàn)的事件分離器，效率比較高，內(nèi)部采用非阻塞的執(zhí)行方式，吞吐能力比較大。

以上就是redis高并發(fā)快的詳解，我是優(yōu)知學院mike,原BAT高級研發(fā)經(jīng)理、架構師，每日分享bat架構+面試真經(jīng)+技術干貨！堅持原創(chuàng)不易，覺得不錯點贊支持，送你【BAT架構80期學習資料合集】，回復【架構】領取。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的高并发架构系列：Redis为什么是单线程、及高并发快的3大原因详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。