深入学习redis 的线程模型
一、redis 的线程模型
redis 内部使用文件事件处理器 file event handler,它是单线程的,所以redis才叫做单线程模型。它采用IO多路复用机制同时监听多个 socket,将产生事件的 socket 压入内存队列中,事件分派器根据 socket 上的事件类型来选择对应的事件处理器进行处理。
文件事件处理器的结构:
- 多个 socket
- IO 多路复用程序
- 文件事件分派器
- 事件处理器(连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器)
线程模型
多个 socket 可能会并发产生不同的操作,每个操作对应不同的文件事件,但是 IO多路复用程序会监听多个 socket,会将产生事件的 socket 放入队列中排队,事件分派器每次从队列中取出一个 socket,根据 socket 的事件类型交给对应的事件处理器进行处理。
二、一次客户端与redis的完整通信过程
建立连接
首先,redis 服务端进程初始化的时候,会将 server socket 的 AE_READABLE 事件与连接应答处理器关联。
客户端 socket01 向 redis 进程的 server socket 请求建立连接,此时 server socket 会产生一个 AE_READABLE 事件,IO 多路复用程序监听到 server socket 产生的事件后,将该 socket 压入队列中。
文件事件分派器从队列中获取 socket,交给连接应答处理器。
连接应答处理器会创建一个能与客户端通信的 socket01,并将该 socket01 的 AE_READABLE 事件与命令请求处理器关联。
执行一个set请求
客户端发送了一个 set key value 请求,此时 redis 中的 socket01 会产生 AE_READABLE 事件,IO 多路复用程序将 socket01 压入队列,
此时事件分派器从队列中获取到 socket01 产生的 AE_READABLE 事件,由于前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已经与命令请求处理器关联,
因此事件分派器将事件交给命令请求处理器来处理。命令请求处理器读取 socket01 的 key value 并在自己内存中完成 key value 的设置。
操作完成后,它会将 socket01 的 AE_WRITABLE 事件与命令回复处理器关联。
如果此时客户端准备好接收返回结果了,那么 redis 中的 socket01 会产生一个 AE_WRITABLE 事件,同样压入队列中,
事件分派器找到相关联的命令回复处理器,由命令回复处理器对 socket01 输入本次操作的一个结果,比如 ok,之后解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件与命令回复处理器的关联。
三、redis为什么效率这么高?
- 纯内存操作。
- 核心是基于非阻塞的 IO 多路复用机制。
- C 语言实现,语言更接近操作系统,执行速度相对会更快。
- 单线程反而避免了多线程的频繁上下文切换问题,预防了多线程可能产生的竞争问题。
参考:中华石衫老师的亿级流量电商详情页缓存架构设计教程
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