Redis 為什麼使用單進程單線程方式也這麼快

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Redis 採用的是基於記憶體的採用的是單進程單執行緒模式的 KV 資料庫，由 C 語言編寫。官方提供的資料是可以達到100000+的 qps。這個資料不比採用單進程多線程的同樣基於記憶體的 KV 資料庫 Memcached 差。

Redis 快的主要原因有：

1. 完全基於記憶體；
2. 資料結構簡單，對資料操作也簡單；
3. 使用多路 I/O 複用模型；

第一、二點不細講，主要圍繞第三點採用多路 I/O 複用技術來展開。

多路 I/O 複用模型是利用 select、poll、epoll 可以同時監察多個流的 I/O 事件的能力，在閒置時候，會把當前線程阻塞掉，當有一個或多個流有 I/O 事件時，就從阻塞態中喚醒，於是程式就會輪詢一遍所有的流（epoll 是只輪詢那些真正發出了事件的流），並且只依次順序的處理就緒的流，這種做法就避免了大量的無用操作。這裡“多路”指的是多個網路連接，“複用”指的是複用同一個線程。採用多路 I/O 複用技術可以讓單個線程高效的處理多個串連請求（盡量減少網路 IO 的時間消耗），且 Redis 在記憶體中操作資料的速度非常快（記憶體內的操作不會成為這裡的效能瓶頸），主要以上兩點造就了 Redis 具有很高的輸送量。

和 Memcached 不同，Redis 並沒有直接使用 Libevent，而是自己完成了一個非常輕量級的對 select、epoll、evport、kqueue 這些通用的介面的實現。在不同的系統調用選用適合的介面，linux 下預設是 epoll。因為 Libevent 比較重，更通用，代碼量也就很龐大，擁有很多 Redis 用不上的功能，Redis 為了追求“輕巧”並且去除依賴，就選擇自己去封裝了一套。

單進程單線程好處

1. 代碼更清晰，處理邏輯更簡單
2. 不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死結而導致的效能消耗
3. 不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗 CPU

單進程單線程弊端

1. 無法發揮多核 CPU 效能，不過可以通過在單機開多個 Redis 執行個體來完善；

其他一些優秀的開源軟體採用的模型

• 多進程單執行緒模式：Nginx
• 單進程多執行緒模式：Memcached

參考連結

• https://en.wikipedia.org/wiki/Epoll
• 1190000003063859#articleHeader6
• [http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/]http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/

來源：syyong

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