Redis是單線程的原因及高並發快的3大原因詳解

以下由Redis教學專欄跟大家介紹Redis是單線的原因及高並發快的3大原因詳解，希望對需要的朋友有幫助！

Redis的高並發和快速原因

1.redis是基於記憶體的，記憶體的讀寫速度非常快；
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，可以處理並發的連接。非阻塞IO 內部實作採用epoll，採用了epoll 自己實作的簡單的事件框架。 epoll中的讀、寫、關閉、連接都轉換成了事件，然後利用epoll的多重化特性，絕不在io上浪費一點時間。

以下重點介紹單執行緒設計和IO多路復用核心設計快的原因。

為什麼Redis是單線程的

1.官方答案
因為Redis是基於記憶體的操作，CPU不是Redis的瓶頸，Redis的瓶頸最有可能是機器記憶體的大小或網路頻寬。既然單線程容易實現，而且CPU不會成為瓶頸，那就順理成章地採用單線程的方案了。
2.效能指標
關於redis的效能，官方網站也有，普通筆記本輕鬆處理每秒數十萬的請求。
3.詳細原因
1）不需要各種鎖的效能消耗
Redis的資料結構並不全是簡單的Key-Value，還有list，hash等複雜的結構，這些結構有可能會進行很細緻的操作，例如在很長的清單後面加入一個元素，在hash當中加入或刪除
一個物件。這些操作可能需要加非常多的鎖，導致的結果是同步開銷大幅增加。
總之，在單一執行緒的情況下，就不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死鎖而導致的效能消耗。
2）單執行緒多進程集群方案
單執行緒的威力其實非常強大，每核心效率也非常高，多執行緒自然是可以比單執行緒有更高的效能上限，但是在今天的計算環境中，即使是單機多執行緒的上限也往往不能滿足需要了，需要進一步摸索的是多伺服器叢集化的方案，這些方案中多執行緒的技術照樣是用不上的。
所以單執行緒、多進程的叢集不失為一個時髦的解決方案。
3）CPU消耗
採用單線程，避免了不必要的上下文切換和競爭條件，也不存在多進程或多執行緒導致的切換而消耗 CPU。
但是如果CPU成為Redis瓶頸，或不想讓伺服器其他CUP核閒置，那該怎麼辦？
可以考慮多起幾個Redis進程，Redis是key-value資料庫，不是關聯式資料庫，資料之間沒有約束。只要客戶端分辨哪些key放在哪個Redis進程上就可以了。

Redis單執行緒的優劣勢

單一進程單執行緒優勢
程式碼更清晰，處理邏輯更簡單
不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖定操作，沒有因為可能出現死鎖而導致的效能消耗
不存在多進程或多執行緒導致的切換而消耗CPU
單一進程單執行緒弊端
無法發揮多核心CPU效能，不過可以透過在單機開多個Redis實例來完善；
IO多路復用技術
redis 採用網路IO多路復用技術來保證在多連接的時候，系統的高吞吐量。
多路-指的是多個socket連接，複用-指的是複用一個線程。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。
這裡「多路」指的是多個網路連接，「重複使用」指的是複用同一個線程。採用多路I/O 復用技術可以讓單一執行緒高效的處理多個連線請求（盡量減少網路IO的時間消耗），且Redis在記憶體中操作資料的速度非常快（記憶體內的操作不會成為這裡的效能瓶頸），主要以上兩點造就了Redis具有很高的吞吐量。

Redis高並發快總結

1. Redis是純記憶體資料庫，一般都是簡單的存取操作，執行緒佔用的時間很多，時間的花費主要集中在IO上，所以讀取速度快。
2. 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，將資料庫的開、關、讀、寫都轉換成了事件，減少了線程切換時上下文的切換和競爭。
3. Redis採用了單執行緒的模型，保證了每個操作的原子性，也減少了執行緒的上下文切換和競爭。
4. 另外，資料結構也幫了不少忙，Redis全程使用hash結構，讀取速度快，還有一些特殊的資料結構，對資料儲存進行了最佳化，如壓縮表，對短數據進行壓縮存儲，再如，跳表，使用有序的資料結構加快讀取的速度。
5. 還有一點，Redis採用自己實現的事件分離器，效率比較高，內部採用非阻塞的執行方式，吞吐能力比較大。

以上就是redis高且發快的詳解。

以上是Redis是單線程的原因及高並發快的3大原因詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！