Redis가 단일 스레드로 고성능을 달성하는 방법

단일 스레드 아키텍처에도 불구하고 단일 스레드

Redis의 놀라운 성능으로 Redis가 고성능을 달성하는 방법은 영리한 디자인과 효율적인 구현에 대한 증거입니다. 주로 몇 가지 주요 요소를 통해이 높은 처리량을 달성합니다. 이것은 디스크 기반 데이터베이스에 비해 대기 시간을 크게 줄입니다. RAM에서 데이터에 액세스하는 것은 하드 드라이브 또는 SSD (Solid-State Drive)에서 액세스하는 것보다 훨씬 빠릅니다. 이 속도 이점은 Redis의 성능의 기본입니다.

최적화 된 데이터 구조 :

Redis는 특정 사용 사례에 맞게 조정 된 고도로 최적화 된 데이터 구조를 사용합니다. 여기에는 해시 테이블, 목록, 세트, ​​정렬 세트 및 비트 맵이 포함됩니다. 이 구조는 효율적인 인서, 삭제, 조회 및 반복 작업을 위해 세 심하게 설계되어 계산 간접비를 최소화합니다.

단일 스레드 단순성 :
• 단일 스레드 특성은 겉보기에 반 직관적 인 것처럼 보이지만, 스레드 관리, 컨텍스트 전환 및 관련된 복잡성 및 오버 헤드를 제거합니다. 이것은 코드베이스를 단순화하고, 레이스 조건과 교착 상태의 위험을 줄이고, 예측 가능한 성능을 높일 수 있습니다. 이벤트 중심 아키텍처 : redis는 원자로 패턴을 기반으로 한 이벤트 구조 아키텍처를 사용합니다. 단일 스레드를 사용하여 여러 소켓과 파일 설명자를 모니터링합니다. 이벤트 (예 : 클라이언트 연결, 명령 요청)가 발생하면 스레드가 처리하여 작업을 완료하고 다음 이벤트로 이동합니다. 이 비동기식 비 차단 접근법은 처리량을 최대화합니다.
효율적인 알고리즘 :
• Redis에 사용 된 알고리즘은 속도에 대해 세 심하게 최적화되어 있습니다. 간단한 명령은 매우 빠르게 실행되며, 더 복잡한 작업은 필요한 작업의 수를 최소화하도록 신중하게 설계되었습니다. 이러한 요소는 단일 스레드가 놀랍도록 많은 수의 요청을 동시에 처리 할 수있는 시스템을 만들기 위해 시스템을 만들어 무거운 부하에서도 인상적인 성능을 달성 할 수있는 시스템을 만들 수 있습니다. Performance?
Redis의 단일 스레드 고성능을 가능하게하는 주요 아키텍처 선택은 본질적으로 위에서 논의 된 포인트와 연결되어 있습니다. 그들은 다음과 같이 요약 될 수 있습니다
• 메모리 데이터 모델 : 이것은 Redis의 속도의 초석입니다. 디스크 I/O를 제거하는 것은 대규모 성능 부스트입니다. 최적화 된 데이터 구조 :
신중하게 선택되고 최적화 된 데이터 구조는 일반적인 운영의 계산 비용을 최소화합니다.
• 이벤트 루프 (원자로 패턴) : 이벤트 건축은 단일 스레드가 절대 막히지 않도록합니다. 복잡한 동시성 메커니즘의 회피 : 단일 스레드 특성은 복잡한 잠금 및 동기화 메커니즘의 필요성을 제거하고, 오버 헤드를 줄이고 단순화하는 코드 유지 보수를 제거하고, 순수한 C 구현을 위해 CONTRONE SMALLE SMALLE MONECON을 위해 COLLEED를 통해 COLLEENTE를위한 복잡한 잠금 및 동기화 메커니즘의 필요성을 제거합니다. 시스템 리소스, 최적의 성능으로 이어집니다.
Redis는 여러 스레드를 사용하지 않고 동시성을 어떻게 처리합니까?
• Redis는 이벤트 중심의 단일 스레드 아키텍처를 통해 동시성을 처리합니다. 여러 스레드를 사용하여 여러 클라이언트를 동시에 처리하는 대신 이벤트 루프를 사용하여 다른 클라이언트간에 효율적으로 전환하는 단일 스레드를 사용합니다.
클라이언트가 REDIS에 연결하면 이벤트 루프에 소켓을 등록합니다. 이벤트 루프는 활동을 위해 이러한 소켓을 지속적으로 모니터링합니다 (예 : 들어오는 데이터). 클라이언트 (명령 요청)에서 데이터가 도착하면 이벤트 루프는 요청을 처리하고 명령을 실행하며 응답을 클라이언트로 다시 보냅니다. 이 과정은 비동기 적으로 비동기 및 비 차단이 발생합니다. 단일 스레드는 다음 이벤트로 넘어 가기 전에 I/O 작업이 완료되기를 기다리지 않습니다. 이를 통해 Redis는 스레드 관리 및 컨텍스트 전환의 오버 헤드없이 많은 동시 클라이언트를 효율적으로 관리 할 수 ​​있습니다. 핵심은 I/O 작업이 블로킹하지 않아 단일 스레드가 반응을 유지할 수있게한다는 것입니다.
• Redis의 단일 스레드 아키텍처의 한계는 무엇이며 어떻게 완화됩니까? Redis의 단일 스레드 아키텍처는 많은 장점을 제공하지만 한계가 있습니다. 병목 현상 : 단일 작업을 완료하는 데 시간이 오래 걸리면 단일 스레드가 병목 현상이 될 수 있습니다. 장기적으로 실행되는 명령은 다른 요청을 차단할 수 있습니다.
CPU-bound 작업 : 계산 집중적 (I/O-Bound가 아닌) 작업은 성능에 크게 영향을 줄 수 있습니다.
• 특정 워크로드에 대한 스케일링 한계는 매우 복잡한 명령에 대한 매우 높은 수준의 워크로드에 대한 스케일링 한계가 발생할 수 있습니다. 요인.
Redis는 여러 가지 방법으로 이러한 한계를 완화합니다
명령 파이프 라인 : 클라이언트는 여러 라운드 트립의 오버 헤드를 줄이면 단일 연결에서 여러 명령을 Redis로 보낼 수 있습니다. Cerful Command Design :
• redis 명령은 더 빠르고 효율적으로 설계되며 장거리 작업 가능성을 최소화합니다. 대규모 배치 인 Redis는 클러스터에 배치하여 여러 인스턴스에 걸쳐 워크로드를 배포하여 단일 스레드 제한을 효과적으로 우회 할 수 있습니다. 이를 통해 수평 스케일링이 훨씬 더 큰 데이터 세트와 더 높은 처리량을 처리 할 수 ​​있습니다. 모듈 : redis 모듈을 사용하면 사용자 정의 코드로 기능을 확장 할 수 있습니다. 그러나 이러한 모듈은 전반적인 성능에 부정적인 영향을 미치지 않도록 효율적이고 차단되지 않도록 설계되는 것이 중요합니다.
이러한 제한 사항에도 불구하고 Redis의 단일 스레드 아키텍처 (단순성, 예측 가능성 및 디버깅의 용이성의 이점은 많은 응용 프로그램에 대한 단점을 능가합니다. 사용 가능한 완화 전략을 통해 Redis는 광범위한 사용 사례에 대해 효과적으로 확장 할 수 있습니다.

위 내용은 Redis가 단일 스레드로 고성능을 달성하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!