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结庐在人境，而无车马喧。
前言
Redis 是在开发中非常好用的缓存中间件，在 Redis 的发展历史上有几个重要的变动:
- 1 Redis2.6 2012.10 开始支持 lua 脚本。
- 2 Redis3.0 2015.4 发布 redis 集群方案。
- 3 Redis4.0 2017.7 支持混合持久化(rdb 和 aof)以及多线程异步删除（unlink）。
- 4 Redis6.0 2020.5 支持 io 多线程。
在我们的印象中， Redis 单线程的，也能抗住大多数的业务场景。Redis 单线程也快的飞起的原有 : 1 数据结构简单，而且是完全基于内存的操作，空间复杂的和时间复杂的都很低 2 核心基于非阻塞的 IO 多路复用机制，3 单线程操作避免了多线程的上下文切换带来的额外性能开销
Redis 单线程既然都能解决问题，那么为什么还要支持多线程呢？
Redis 的架构
Redis 是一个经典模式的 Reactor 网络模型，对于一个请求，其完整的处理过程如下所述：
graph LR
A[读取Socket] -->B(解析请求) -->C(执行操作) -->D(写回Socket)
Redis 是 C 语言开发的，基于 Reactor 模型构建了 网络事件处理器、文件事件处理器。Redis 是单线程的，为了提高 IO 性能，使用 IO 多路复用器(有 select、poll、epoll 三种，redis 使用了 epoll)来同时监听多个 Socket，根据客户端请求的 Socket 上的事件类型来选择对应的事件处理器来处理这个事件。这样做即可以实现高性能的网络通信模型，又可以跟内部数据处理的单线程模块进行对接，保证了 Redis 内部的线程模型的可靠和稳定性。
Redis 是一个事件驱动的程序，主要处理两类事件: 文件事件和时间事件，两者之间不冲突，是合作关系服务器会轮流处理两类事件。
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文件事件： 文件事件是对
Socket操作的抽象，服务器和客户端之间通信产生文件事件，服务器通过监听这一事件来完成一系列的业务操作。 -
时间事件： Redis 定时处理一些定时任务，比如数据的存储
RDB、AOF、定时删除键都是Redis定期去执行的，Redis一般通过 serverCron执行时间事件。
由于 Redis 是单线程的，虽然避免了线程切换上下文的开销，但同时也造成了对 CPU 核心数利用率不足。虽然 Redis4.0 引入了 多线程来解决数据异步删除的功能，但是其核心 数据读写和数据处理还是一个线程，所以仍然是单线程的。
影响 Redis 的性能主要有：CPU 、内存 和网络 IO。内存大小跟机器的设置和 Redis 的配置有关，单线程的 Redis 对 cpu 的利用率都不高，那么影响 Redis 的性能主要就是网络 IO 这一块儿了， 先看一下 Redis 的基本结构图：
Redis 的事件处理主要由文件事件处理器来完成的，其结构包含：服务端 Socket、IO 多路复用器、文件事件分派器和事件处理器（连接应答处理器等、命令请求处理器、命令回复处理器）。多个 Socket 可能并发的产生不同的事件，IO 多路复用器会监听多个 Socket，会将 Socket 放入一个队列中排队，每次从队列中有序、同步取出一个 Socket 给事件分派器，事件分派器把 Socket 给对应的事件处理器。
然后一个 Socket 的事件处理完之后，IO 多路复用器才会将队列中的下一个 Socket 给事件分派器。文件事件分派器会根据每个 Socket 当前产生的事件，来选择对应的事件处理器来处理。一般的顺序就是建立连接，处理请求、命令回复等三个步骤。
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1、当
Redis启动后，器多路复用器会监听AE_READABLE事件，该事件与连接应答处理器关联，可以理解为SocketServet.accpet。 -
2、当客户端发起连接，就会发生一个
AE_READABLE事件，然后连接应答处理器负责和客户端建立连接，创建客户端对应的socket，同时将这个socket的AE_READABLE事件和命令请求处理器关联，这样客户端就可以向 Redis 服务器发送命令请求,可以类比为Socket s = ss.accept。 -
3、当客户端向
Redis发请求时（不管读还是写请求，比如 set user:age 12 或者 get user:age），客户端socket都会产生一个 AE_READABLE 事件，触发命令请求处理器。处理器读取客户端的命令内容，然后传给相关程序执行。 -
4、当
Redis服务器准备好给客户端的响应数据后，会将socket的AE_WRITABLE事件和命令回复处理器关联，当客户端准备好读取响应数据时，会在socket产生一个AE_WRITABLE事件，由对应命令回复处理器处理，即将准备好的响应数据写入socket供客户端读取。 -
5、命令回复处理器全部写完到
socket后，就会删除该socket的AE_WRITABLE事件和命令回复处理器的映射。
Redis 的 IO 多线程
Socket 的读取和写回操作时比较耗时的，解析请求和内存操作耗时远小于 IO 操作。一般情况下，我们能想到的多线程改造，就是将客户端的请求放进队列里面，然后搞一个线程池从队列里获取请求进行数据处理和请求返回，但是这样的势必会带来线程安全的问题，一旦使用到锁，就会带来额外的性能开销，还会影响其底层的数据结构。Redis 的多线程改造，只是将比较耗时的 IO 操作进行多线程操作，如上图所示的红色虚线括起来的内容进行多线程处理，核心的数据操作还是单线程处理，这样即提高了数据读写和解析协议的效率，也保障了执行数据操作命令的安全性，可谓是别出心裁，另辟蹊径。
总结
本文讲述了 Redis 单线程为何还可以如此快，也解释了 Redis 多线程的改造点。阐释了 IO 多路复用和事件处理机制，Redis 的核心数据处理和操作还是单线程的。
