redis为什么这么快?

网友投稿 782 2022-11-22

redis为什么这么快?

redis为什么这么快?

Redis性能非常高的原因主要有以下几点:

内存存储:Redis是使用内存(in-memeroy)存储,没有磁盘IO上的开销单线程实现:Redis使用单个线程处理请求,避免了多个线程之间线程切换和锁资源争用的开销非阻塞IO:Redis使用多路复用IO技术,在poll,epool,kqueue(unix和mac os中使用多)选择最优IO实现优化的数据结构:自身使用 C 语言编写,有很多优化机制,比如动态字符串 sds,Redis有诸多可以直接应用的优化数据结构的实现,应用层可以直接使用原生的数据结构提升性能使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;

为什么是单线程的?

大家所熟知的 Redis 确实是单线程模型,指的是执行 Redis 命令的核心模块是单线程的,而不是整个 Redis 实例就一个线程,Redis 其他模块还有各自模块的线程的。

因为Redis的瓶颈不是cpu的运行速度,而往往是网络带宽和机器的内存大小。另外,单线程切换开销小,容易实现。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。

如果万一CPU成为你的Redis瓶颈了,或者,你就是不想让服务器其他核闲置,那怎么办?

那也很简单,你多起几个Redis进程就好了。Redis是key-value数据库,又不是关系数据库,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。redis-cluster可以帮你做的更好。

听说 redis 6.0之后又使用了多线程,不会有线程安全的问题吗?

不会

根据redis为什么是单线程的问题的解答,可以得到下面结论

其实 redis 还是使用单线程模型来处理客户端的请求,只是使用多线程来处理数据的读写和协议解析,执行命令还是使用单线程,所以是不会有线程安全的问题。

之所以加入了多线程因为 redis 的性能瓶颈在于网络IO而非CPU,使用多线程能提升IO读写的效率,从而整体提高redis的性能。

Redis在4.0版本中虽然引入了多线程,但是此版本的多线程只能用于大数据量的异步删除,对于非删除操作的意义并不是很大。如果我们使用Redis多线程就可以分摊Redis同步读写IO的压力,以及充分利用多核CPU资源,并且可以有效的提升Redis的QPS。在Redis中虽然使用了IO多路复用,并且是基于非阻塞的IO进行操作的,但是IO的读写本身是阻塞的。比如当socket中有数据时,Redis会先将数据从内核态空间拷贝到用户态空间,然后再进行相关操作,而这个拷贝过程是阻塞的,并且当数据量越大时拷贝所需要的的时间就越多,而这些操作都是基于单线程完成的。因此在Redis6.0中新增了多线程的功能来提高IO的读写性能,它的主要实现思路是将主线程的IO读写任务拆分给一组独立的线程去执行,这样就可以使用多个socket的读写并行化了,但Redis的命令依旧是主线程串行执行的。

开启多线程

注意:Redis6.0是默认禁用多线程的,但可以通过配置文件redis.conf中的io-threads-do-reads 等于 true 来开启。但是还不够,除此之外我们还需要设置线程的数量才能正确地开启多线程的功能,同样是修改Redis的配置,例如设置 io-threads 4,表示开启4个线程。【关于线程数的设置,官方的建议是如果为4核CPU,那么设置线程数为2或3;如果为8核CPU,那么设置线程数为6.总之线程数一定要小于机器的CPU核数,线程数并不是越大越好。】关于Redis的性能,Redis的作者在2019年的RedisConf大会上提到,Redis6.0引入的多线程IO特性对性能的提升至少是一倍以上。

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