Redis单线程为什么这么快？

第一章 Redis单线程为什么这么快

Redis深度剖析【第一章】

Redis单线程为什么这么快？
前言
一、Redis为什么要使用单线程，而不是多线程？
- 单线程的优势
- - 如果Redis使用多线程：
  - 既然多线程切换存在消耗那么为什么JAVA和C#等编程语言又要使用多线程呢？
二、Redis快的原因
- Redis内部构造
- - 1、网络事件处理器
  - 2、文件处理器
三、Redis处理请求的流程
四、单线程快的原因

前言

在使用数据库是我们往往会使用reids来作为数据库前面的一道防护，由于reids的吞吐量更大所以一般都会用来作为缓存快速的响应，想必大家都或多或少听说过，或者使用过reids,如果你现在还只是知其然而不知其所以然，那么本篇文章将会给您带来帮助，让您看清reids内部的执行过程，让您知道它为什么是单线程却能那么快。

一、Redis为什么要使用单线程，而不是多线程？

单线程的优势

如果Redis使用多线程：

如下图，此时我们只有一个CPU有三个请求需要响应每个请求都需要处理两毫秒;CPU有自己的时间调度方法，可能它只分了1毫秒给线程1那么线程1接收到到这个请求后只处理了1毫秒还没处理完CPU就可能发生了切换切换到了线程3，而此时这个切换也会存在一个代价，因为线程1还没有处理完就直接切换到了线程3存在一个栈帧的一个切换，所以说CPU的切换时存在一定消耗的。

在这里插入图片描述

既然多线程切换存在消耗那么为什么JAVA和C#等编程语言又要使用多线程呢？

因为在JAVA和C#中线程的处理时间通常都会比较长，JAVA和C#往往会进行一些IO操作，或者是跟下游系统的一些交互，或者是操作一些文件，此时IO本身都会被阻塞，此时线程占用着CPU资源其实是没有什么实际用处的还不如切换出去，让其他的线程。此时的CPU切换其实本身效率还是比较高的。但是在Redis中它通常都不会操作IO,而是操作内存不需要阻塞等待如果发生CPU切换的话反而会降低性能

二、Redis快的原因

Redis内部构造

Redis是基于Reactor模式开发的网络事件处理器、文件事件处理器（file event handler）。文件事件处理器它是单线程的，所以我们才称Redis是单线程的模型。但是此时要注意我们所说的Redis是单线程模型并非指的是它只有一个线程，Redis它不是只有一个线程它后台也有很多后台线程。之所以说它是单线程的是因为它里面的网络事件处理器是单线程的。

1、网络事件处理器

网络事件处理器它采用了IO多路服用的一个机制，也就是说我们一个线程同时监听多个socket，根据Socket上的事件类型来选择对应事件处理器来处理这个事件。可以实现高性能的网络通信模型，有可以根据内部其他单线程的模块进行对接，保证了Redis内部线程模型的简单性
如下图：
Redis的socket监听到了来自socke1的信息会创建一个socket去处理他，如果此时socke2也发来信息，线程又会切换去socket2.
此时长得帅的小伙伴就要问了为什么能做到快速处理呢？
因为这些socket他们不是同时到来的。
那要是他们是同时来呢？
因为是单线程先来的socket会先处理只有等先来的socket处理完了才会处理后续到来的socket。
在这里插入图片描述

2、文件处理器

文件处理器的结构包括4个部分：多socket、IO多路复用程序、文件事件分派器、事件处理器（例如：命令请求处理器、命令回复处理器、链接应答处理器等）
多个socket可能并发的产生不同的事件，IO多路复用程序会监听多个socket，会将socket放入一个队列中排队，每次从队列中有序的、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多路服用程序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一个socket当前产生的事件，来选择对应的事件处理器进行处理。