Redis初学(三)

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Redis为什么要选择单线程?

Redis的版本很多3.x、4.x、6.x,版本不同架构也是不同的,不限定版本问是否单线程也不太严谨。

①、版本3.x,最早版本,刚开始也就是redis单线程

②、版本4.x,严格意义来说也不是单线程,而是负责处理客户端请求的线程是单线程,但是开始加了点多线程的东西(异步删除)。---貌似

④、最新版本的6.0x后,告别了大家印象种的单线程,用一种全新的多线程来解决问题。 --实锤

redis的里程碑式的重要版本图

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Redis之父的发言:antirez.com/news/132

redis是单线程究竟何意?

Redis是单线程。主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的,Redis在处理客户端的请求时包括获取 (socket 读)、解析、执行、内容返回 (socket 写) 等都由一个顺序串行的主线程处理,这就是所谓的“单线程”。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。

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但Redis的其他功能,比如持久化、异步删除、集群数据同步等等,其实是由额外的线程执行的。

Redis工作线程是单线程的,但是,整个Redis来说,是多线程的;

Redis的演进变化情况?

Redis3.x单线程时代性能依旧很快的主要原因

基于内存操作:Redis 的所有数据都存在内存中,因此所有的运算都是内存级别的,所以他的性能比较高;

数据结构简单:Redis 的数据结构是专门设计的,而这些简单的数据结构的查找和操作的时间大部分复杂度都是 O(1),因此性能比较高;

多路复用和非阻塞 I/O:Redis使用 I/O多路复用功能来监听多个 socket连接客户端,这样就可以使用一个线程连接来处理多个请求,减少线程切换带来的开销,同时也避免了 I/O 阻塞操作

避免上下文切换:因为是单线程模型,因此就避免了不必要的上下文切换和多线程竞争,这就省去了多线程切换带来的时间和性能上的消耗,而且单线程不会导致死锁问题的发生

作者原话:redis.io/topics/faq

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他的大体意思是说 Redis 是基于内存操作的,因此他的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,况且使用多线程比较麻烦。但是在 Redis 4.0 中开始支持多线程了,例如后台删除等功能。

Reids4.0之前一直采用单线程的主要原因有以下三个

①、使用单线程模型是 Redis 的开发和维护更简单,因为单线程模型方便开发和调试;

②、即使使用单线程模型也并发的处理多客户端的请求,主要使用的是多路复用和非阻塞 IO;

③、对于 Redis 系统来说,主要的性能瓶颈是内存或者网络带宽而并非 CPU。

单线程这么好,为什么又加入了多线程特性?

正常情况下使用 del 指令可以很快的删除数据,而当被删除的 key 是一个非常大的对象时,例如时包含了成千上万个元素的 hash 集合时,那么 del 指令就会造成 Redis 主线程卡顿。

这就是redis3.x单线程时代最经典的故障,大key删除的头疼问题,

由于redis是单线程的,del bigKey .....等待很久这个线程才会释放,类似加了一个synchronized锁,你可以想象高并发下,程序堵成什么样子?

Redis4.0加入了异步删除的命令 unlink keyflushdb asyncflushall async 把删除工作交给了后台的小弟(子线程)异步来删除数据了。

对于Redis主要的性能瓶颈是内存或者网络带宽而并非 CPU。

这块多线程主要分别五种IO模型 Blocking IO - 阻塞IONoneBlocking IO - 非阻塞IOIO multiplexing - IO多路复用signal driven IO - 信号驱动IOasynchronous IO - 异步IOasynchronous IO - 异步IO 主要用 IO多路复用:select、poll、epoll。太高级了,学不会 就没怎么写了。

简单说明

Redis工作线程是单线程的,但是,整个Redis来说,是多线程的;

怎么看是否开启了多线程?

Redis将所有数据放在内存中,内存的响应时长大约为100纳秒,对于小数据包,Redis服务器可以处理8W到10W的QPS,这也是Redis处理的极限了,对于80%的公司来说,单线程的Redis已经足够使用了。

在Redis6.0中,多线程机制默认是关闭的,如果需要使用多线程功能,需要在redis.conf中完成两个设置

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1.设置io-thread-do-reads配置项为yes,表示启动多线程。

2。设置线程个数。关于线程数的设置,官方的建议是如果为 4 核的 CPU,建议线程数设置为 2 或 3,如果为 8 核 CPU 建议线程数设置为 6,线程数一定要小于机器核数,线程数并不是越大越好。