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Redis 是单线程吗?
Redis 单线程指的是「接收客户端请求->解析请求 ->进行数据读写等操作->发生数据给客户端」这个过程是由一个线程(主线程)来完成的
但是,Redis 程序并不是单线程的,Redis 在启动的时候,是会启动后台线程(BIO)的:
Redis 在 2.6 版本,会启动 2 个后台线程,分别处理关闭文件、AOF 刷盘这两个任务;
Redis 在 4.0 版本之后,新增了一个新的后台线程,用来异步释放 Redis 内存,也就是 lazyfree 线程。例如执行 unlink key / flushdb async / flushall async 等命令,会把这些删除操作交给后台线程来执行,好处是不会导致 Redis 主线程卡顿。因此,当我们要删除一个大 key 的时候,不要使用 del 命令删除,因为 del 是在主线程处理的,这样会导致 Redis 主线程卡顿,因此我们应该使用 unlink 命令来异步删除大key。
之所以 Redis 为「关闭文件、AOF 刷盘、释放内存」这些任务创建单独的线程来处理,是因为这些任务的操作都是很耗时的,如果把这些任务都放在主线程来处理,那么 Redis 主线程就很容易发生阻塞,这样就无法处理后续的请求了。
后台线程相当于一个消费者,生产者把耗时任务丢到任务队列中,消费者(BIO)不停轮询这个队列,拿出任务就去执行对应的方法即可。
图片图片
关闭文件、AOF 刷盘、释放内存这三个任务都有各自的任务队列:
BIO_CLOSE_FILE,关闭文件任务队列:当队列有任务后,后台线程会调用 close(fd) ,将文件关闭;
BIO_AOF_FSYNC,AOF刷盘任务队列:当 AOF 日志配置成 everysec 选项后,主线程会把 AOF 写日志操作封装成一个任务,也放到队列中。当发现队列有任务后,后台线程会调用 fsync(fd),将 AOF 文件刷盘,
BIO_LAZY_FREE,lazy free 任务队列:当队列有任务后,后台线程会 free(obj) 释放对象 / free(dict) 删除数据库所有对象 / free(skiplist) 释放跳表对象;
from java-interview.
Redis 采用单线程为什么还这么快?
Redis 的大部分操作都在内存中完成,并且采用了高效的数据结构,因此 Redis 瓶颈可能是机器的内存或者网络带宽,而并非 CPU,既然 CPU 不是瓶颈,那么自然就采用单线程的解决方案了;
Redis 采用单线程模型可以避免了多线程之间的竞争,省去了多线程切换带来的时间和性能上的开销,而且也不会导致死锁问题。
Redis 采用了I/O 多路复用机制处理大量的客户端 Socket 请求,IO 多路复用机制是指一个线程处理多个 IO 流,就是我们经常听到的 select/epoll 机制。简单来说,在 Redis 只运行单线程的情况下,该机制允许内核中,同时存在多个监听 Socket 和已连接 Socket。内核会一直监听这些 Socket 上的连接请求或数据请求。一旦有请求到达,就会交给 Redis 线程处理,这就实现了一个 Redis 线程处理多个 IO 流的效果。
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Redis 6.0 之后为什么引入了多线程?
虽然 Redis 的主要工作(网络 I/O 和执行命令)一直是单线程模型,但是在 Redis 6.0 版本之后,也采用了多个 I/O 线程来处理网络请求,这是因为随着网络硬件的性能提升,Redis 的性能瓶颈有时会出现在网络 I/O 的处理上。
所以为了提高网络请求处理的并行度,Redis 6.0 对于网络请求采用多线程来处理。但是对于读写命令,Redis 仍然使用单线程来处理,所以大家不要误解 Redis 有多线程同时执行命令。
Redis 官方表示,Redis 6.0 版本引入的多线程 I/O 特性对性能提升至少是一倍以上。
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