高性能 IO 模型：为什么单线程 Redis 能那么快？

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，这也是 Redis 对外提供键值存储服务的主要流程。但 Redis 的其他功能，比如持久化、异步删除、集群数据同步等，其实是由额外的线程执行的。

Redis 为什么用单线程？

我们刚开始增加线程数时，系统吞吐率会增加，但是，再进一步增加线程时，系统吞吐率就增长迟缓了，有时甚至还会出现下降的情况。
一个关键的瓶颈在于，系统中通常会存在被多线程同时访问的共享资源，比如一个共享的数据结构。当有多个线程要修改这个共享资源时，为了保证共享资源的正确性，就需要有额外的机制进行保证，而这个额外的机制，就会带来额外的开销。这就是多线程编程模式面临的共享资源的并发访问控制问题。

一方面，Redis 的大部分操作在内存上完成，再加上它采用了高效的数据结构，例如哈希表和跳表，这是它实现高性能的一个重要原因。另一方面，就是 Redis 采用了多路复用机制，使其在网络 IO 操作中能并发处理大量的客户端请求，实现高吞吐率。
非阻塞模式
- Socket 网络模型的非阻塞模式设置，主要体现在三个关键的函数调用上。
  - 在 socket 模型中，不同操作调用后会返回不同的套接字类型。
  - socket() 方法会返回主动套接字，然后调用 listen() 方法，将主动套接字转化为监听套接字，此时，可以监听来自客户端的连接请求。
  - 最后，调用 accept() 方法接收到达的客户端连接，并返回已连接套接字。
- 基于多路复用的高性能 I/O 模型
  - Linux中的 IO 多路复用机制是指一个线程处理多个 IO 流，即 select/epoll 机制。
  - 在 Redis 只运行单线程的情况下，该机制允许内核中，同时存在多个监听套接字和已连接套接字。
  - 内核会一直监听这些套接字上的连接请求或数据请求。
  - 一旦有请求到达，就会交给 Redis 线程处理，这就实现了一个 Redis 线程处理多个 IO 流的效果。
  - 为了在请求到达时能通知到 Redis 线程，select/epoll 提供了基于事件的回调机制，即针对不同事件的发生，调用相应的处理函数。