1. ⾯试题分析
- Redis的⾼并发和快速原因
- 为什么Redis是单线程的
- Redis单线程的优劣势
- IO多路复⽤技术
- Redis⾼并发快总结
分析需要全⾯并且有深度 容易被忽略的坑
- 分析⽚⾯
- 没有深⼊
2. Redis的⾼并发和快速原因
- redis是基于内存的，内存的读写速度⾮常快；
- redis是单线程的，省去了很多上下⽂切换线程的时间；
- redis使⽤多路复⽤技术，可以处理并发的连接。⾮阻塞IO 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。
1.官⽅答案
因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的⼤⼩或者⽹络 带宽。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。
2.性能指标 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。
3.详细原因
1）不需要各种锁的性能消耗 Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value，还有list，hash等复杂的结构，这些结构有可能会进⾏很 细粒度的操作，⽐如在很⻓的列表后⾯添加⼀个元素，在hash当中添加或者删除 ⼀个对象。这些操作可能就需要加⾮常多的锁，导致的结果是同步开销⼤⼤增加。 总之，在单线程的情况下，就不⽤去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死 锁⽽导致的性能消耗。
2）单线程多进程集群⽅案 单线程的威⼒实际上⾮常强⼤，每核⼼效率也⾮常⾼，多线程⾃然是可以⽐单线程有更⾼的性能上限， 但是在今天的计算环境中，即使是单机多线程的上限也往往不能满⾜需要了，需要进⼀步摸索的是多服 务器集群化的⽅案，这些⽅案中多线程的技术照样是⽤不上的。 所以单线程、多进程的集群不失为⼀个时髦的解决⽅案。
3）CPU消耗 采⽤单线程，避免了不必要的上下⽂切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换⽽消耗 CPU。 但是如果CPU成为Redis瓶颈，或者不想让服务器其他CUP核闲置，那怎么办？ 可以考虑多起⼏个Redis进程，Redis是key-value数据库，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。
3. Redis单线程的优劣势
- 单进程单线程优势
- 代码更清晰，处理逻辑更简单
- 不⽤去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁⽽导致的性能消耗
- 不存在多进程或者多线程导致的切换⽽消耗CPU
- 单进程单线程弊端
- ⽆法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善；
4. IO多路复⽤技术
redis 采⽤⽹络IO多路复⽤技术来保证在多连接的时候， 系统的⾼吞吐量。
多路-指的是多个socket连接，复⽤-指的是复⽤⼀个线程。多路复⽤主要有三种技术：select，poll， epoll。epoll是最新的也是⽬前最好的多路复⽤技术。
这⾥“多路”指的是多个⽹络连接，“复⽤”指的是复⽤同⼀个线程。采⽤多路 I/O 复⽤技术可以让单个线程⾼效的处理多个连接请求（尽量减少⽹络IO的时间消耗），且Redis在内存中操 作数据的速度⾮常快（内存内的操作不会成为这⾥的性能瓶颈），主要以上两点造就了Redis具有很⾼的 吞吐量。
5. Redis⾼并发快总结
- Redis是纯内存数据库，⼀般都是简单的存取操作，线程占⽤的时间很多，时间的花费主要集中在 IO上，所以读取速度快。
- 再说⼀下IO，Redis使⽤的是⾮阻塞IO，IO多路复⽤，使⽤了单线程来轮询描述符，将数据库的 开、关、读、写都转换成了事件，减少了线程切换时上下⽂的切换和竞争。
- Redis采⽤了单线程的模型，保证了每个操作的原⼦性，也减少了线程的上下⽂切换和竞争。
- 另外，数据结构也帮了不少忙，Redis全程使⽤hash结构，读取速度快，还有⼀些特殊的数据结 构，对数据存储进⾏了优化，如压缩表，对短数据进⾏压缩存储，再如，跳表，使⽤有序的数据结 构加快读取的速度。
- 还有⼀点，Redis采⽤⾃⼰实现的事件分离器，效率⽐较⾼，内部采⽤⾮阻塞的执⾏⽅式，吞吐能 ⼒⽐较⼤。
- 扩展内容
- Redis缓存和MySQL数据⼀致性的解决⽅案
- Redis哨兵、复制、集群的设计原理及区别
- 如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等难题
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