Redis之所以快,主要有以下几个原因:
1. 数据结构和内部编码:Redis提供了多种数据结构,如string、hash、list、set、zset等,这些数据结构都有对应的内部编码。根据存储的键值对的个数和大小,Redis会选择最合适的内部编码。这样的设计可以充分发挥各种数据结构的优势,提高性能。
2. 纯内存访问:Redis将所有数据存储在内存中,内存的响应时长大约为100纳秒,这是Redis达到每秒万级别访问的重要基础。
3. 单线程架构:在Redis 6.0之前,Redis采用单线程模型。虽然单线程的处理能力通常比多线程差,但Redis通过避免线程切换和竞态产生的消耗,实现了高性能和高并发。此外,单线程模型还避免了多线程带来的复杂性和不稳定性问题,使Redis更加简单和可靠。
4. 多路复用IO:Redis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。
5. C语言实现:Redis使用C语言实现,这使得它离操作系统更近,执行速度相对会更快。
然而,随着Redis的应用场景越来越广泛,数据量和并发量也越来越大,单线程模型已经无法满足需求。因此,Redis6.0之后引入了多线程模型。
Redis6/7版本开始支持多线程的主要原因如下:
1. 提高性能和并发能力:多线程模型可以充分利用多核CPU的优势,提高Redis的处理能力和吞吐量。同时,多线程还能够更好地应对高并发的情况,减少请求的排队等待时间,提高系统的响应能力。
2. 应对网络IO的瓶颈:Redis的性能瓶颈并不在CPU,而在内存和网络。网络IO在执行期间大量占用了CPU,所以如果网络IO时引入多线程,可以显著提升性能。
3. 优化慢查询和持久化操作:多线程模型可以在处理阻塞操作时提供更好的性能,例如慢查询、持久化操作等。
值得注意的是,Redis6.0中的多线程模型采用了无锁设计,避免了锁竞争和线程切换等开销,从而保证了Redis的高性能和高并发能力。
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