Redis为什么是单线程
转自:https://www.zhihu.com/question/23162208 https://www.zhihu.com/question/55818031;加了一些个人的理解。
Redis为什么是单线程的?(注:并不是说redis内部只有一个线程,而是说执行同步队列中的命令对象是统一由一个线程来poll的,但是和客户端的交互是可以为多线程)
因为CPU不是Redis的瓶颈。Redis的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。(以上主要来自官方FAQ)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。关于redis的性能,官方网站也有,普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求,参见:How fast is Redis?
如果万一CPU成为你的Redis瓶颈了,或者,你就是不想让服务器其他核闲置,那怎么办?(注:因为一个redis里key不能重复,因此一般来说有多少个应用需要redis就可以开启多少个redis进程,或者每个key都应该有对应的应用后缀和ops后缀;或者通过select每个模块都选择不同的库但需要自己记录好index对应的模块名)
那也很简单,你多起几个Redis进程就好了。Redis是keyvalue数据库,又不是关系数据库,数据之间没有约束。只要客户端分清哪些key放在哪个Redis进程上就可以了。redis-cluster可以帮你做的更好。
单线程可以处理高并发请求吗?
当然可以了,Redis都实现了。
有一点概念需要澄清,并发并不是并行。
(相关概念:并发性I/O流,意味着能够让一个计算单元来处理来自多个客户端的流请求。并行性,意味着服务器能够同时执行几个事情,具有多个计算单元)
Redis总体快速的原因:
采用队列模式将并发访问变为串行访问(?)(注:这里个人认为是的,之前自己写了个日志系统也是采用命令队列的形式,每次log都是提交一个日志命令,然后由单独的线程对此队列poll,如果poll为null,这wait,而每次log都会notifyAll唤醒此线程去poll命令执行)
单线程指的是网络请求模块使用了一个线程(所以不需考虑并发安全性),其他模块仍用了多个线程。(注:这里个人不认可,redis是可以同时和多个客户端打交道的,因此网络请求是可以为多线程或线程池,不过redis的命令队列是同步队列[有点像java的vector],然后由一个单独的线程从这个队列里poll 命令/事务 并执行)
总体来说快速的原因如下:
1)绝大部分请求是纯粹的内存操作(非常快速)
2)采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件(注:指获取命令或事务并执行的线程,执行完后获得的结果将提供给线程池中和客户的连接的socket/socketchannel对象去返回,包括返回错误消息或成功消息或返回值)
3)非阻塞IO(注:tcp通信方面,对于java可以理解为用的是nio)
内部实现采用epoll,采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件,然后利用epoll的多路复用特性,绝不在io上浪费一点时间
这3个条件不是相互独立的,特别是第一条,如果请求都是耗时的,采用单线程吞吐量及性能可想而知了。应该说redis为特殊的场景选择了合适的技术方案。
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2. 用MULTI/EXEC 来把多个命令组装成一次发送,达到原子性。(注:用了MULTI命令后服务端收到然后对接下来的命令都缓存到一个List里,直到EXEC,然后将这个List作为一个特殊命令offer到命令队列里,命令执行线程将这个List的所有命令一起执行)
3. 用WATCH提供的乐观锁功能,在你EXEC的那一刻,如果被WATCH的键发生过改动,则MULTI到EXEC之间的指令全部不执行,不需要rollback
4. 其他回答中提到的DISCARD指令只是用来撤销EXEC之前被暂存的指令,并不是回滚;(注:MULTI后如果用了discard则会撤销此次MULTI命令并清除之前用于缓存命令的List,此次MULTI结束不需要EXEC;如果在MULTI后提交事务的命令时被redis检测到有错误的命令则redis会提示,那么这时候应该直接discard而不是exec,用后者也是被discard且还会提示操作失败,这里个人有个小疑问,有没有撤销MUTIL中上个命令的cmd指令?)
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