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redis之单线程

时间:2022-12-17 18:13:26浏览次数:411  
标签:编码 小于 单线程 redis 内存 使用

一、redis为何是单线程

官方给出的答案:

因为 Redis 是基于内存的操作,CPU 不会成为 Redis 的瓶颈,而最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。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

 

具体原因:

1) 不需要性能消耗的锁

redis 的 List,Hash 等复杂的数据类型,可能会进行细粒度的操作,如添加或者删除元素操作可能需要加锁,导致增加性能开销

 

2)单线程多进程集群方案

多线程比单线程有更高的性能,单机多线程也不一定能满足所有场景,此时需要多服务集群化,而多服务集群化中多线程可能用不上

 

3) CPU消耗

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

 

 

二、如何理解redis的单线程

redis的单线程不是指redis只会有一个线程,而是指redis处理请求(增删改查)时只会使用一个线程去执行

redis在执行其他操作的时候,可能会开启多个进程或线程,如持久化:redis执行BGSAVE指令,进行快照持久化时,就会fork出一个子进程,然后子进程去创建快照,完成持久化操作

 

redis单线程的基本模型: 

redis 客户端对服务端的每次调用都会经历发送命令,执行命令,返回结果三个过程

redis 是单线程来处理命令的,所有到达服务端的命令都不会立刻执行,所有的命令都会进入一个队列中,然后逐个执行,并且多个客户端发送的命令的执行顺序是不确定的,但是不会有两条命令同时执行,不会产生并发问题

 

 

三、单线程的redis为何高并发快

1) 基于内存

内存读写相比磁盘读写少了磁盘I/O

 

2) 单线程

redis是单线程的,单线程减少了上下文切换和竞争锁的消耗,同时保证了原子性

 

3) I/O多路复用

 I/O多路复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求,redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现。redis自身的事件处理模型将epoll中的连接、读写、关闭都转换为事件,不在网络I/O上浪费过多的时间  

4) 高效的数据结构和合理的数据编码

redis基于不同的数据类型在底层使用了不同的数据结构,且redis对每种数据类型在底层使用多种不同的数据结构。不同场景下使用不同的数据结构和不同的编码

String:存储数字使int类型的编码;存储小于等于39Byte的字符串使用embstr编码;大于39Byte的字符串使用aw编码
List:元素个数小于512且元素的值都小于64Byte(默认),使用ziplist编码;否则使用linkedlist编码
Hash:素个数小于512且所有值小于6464Byte使用ziplist编码;否则使用hashtable编码
Set:元素都是整数且元素个数小于512使用intset编码;否则使用hashtable编码
Zset:元素个数小于128且每个元素的值小于64Byte使用ziplist编码;否则使用skiplist编码

 

5)  虚拟内存机制

redis自己构建了VM机制 ,不会像一般的系统会调用系统函数处理,会浪费一定的时间去移动和请求

redis会暂时把不经常访问的数据(冷数据)从内存交换到磁盘中,从而腾出宝贵的内存空间用于其它需要访问的数据(热数据),通过VM功能可以实现冷热数据分离,使热数据仍在内存中、冷数据保存到磁盘

 

标签:编码,小于,单线程,redis,内存,使用
From: https://www.cnblogs.com/junffzhou/p/16948525.html

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