聊聊Redis的單線程模型
開篇
本文主要來探討一下 redis 的單線程模型，文章前半部分會先引用某網絡課程講解的內容（圖片+語言描述），後半部分是本人粗略閱讀 redis 源碼後整理出來的一份偽代碼，用來驗證文中前半部分的內容。
本文對標的 redis 版本是 5.x。
正文
redis 涉及的知識點有很多，展開來講能聊到操作系統，因此為瞭方便理解，文中做瞭很多抽象描述。
文件事件處理器
redis 內部使用瞭一個叫 文件事件處理器（ file event handler）的東西，這個文件事件處理器是 單線程 的，所以才有瞭 redis 是單線程的這一說法。
文件事件處理器的結構如下圖：
它包含 4 個部分：
- 多個 socketIO
- 多路復用程序
- 文件事件分派器
- 事件處理器（連接應答處理器、命令請求處理器、命令回復處理器）
文件事件處理器 采用 IO 多路復用機制 同時監聽多個 socket，根據 socket 上的事件來選擇對應的事件處理器進行處理。多個 socket 可能會並發產生不同的操作，每個操作對應不同的文件事件，但是 IO 多路復用程序 會監聽多個 socket，會將 socket 產生的事件放入 隊列 中排隊，事件分派器 每次從隊列中取出一個事件，把該事件交給對應的 事件處理器 進行處理。
來看 redis 客戶端與服務端的一次通信過程：
1. 接收連接請求：
客戶端 socket01 向 redis 的 server socket 請求建立連接，此時 server socket 會產生一個 AE_READABLE 事件，
IO 多路復用程序監聽到 server socket 產生的事件後，將該事件壓入隊列中。
文件事件分派器從隊列中獲取該事件，交給連接應答處理器。
連接應答處理器會創建一個能與客戶端通信的 socket01，並將該 socket01 的 AE_READABLE 事件與 命令請求處理器 關聯。
2. 讀取請求內容：
假設此時客戶端發送瞭一個 set key value 請求，此時 redis 中的 socket01 會產生 AE_READABLE 事件
IO 多路復用程序將事件壓入隊列
事件分派器從隊列中獲取到該事件，由於前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已經與命令請求處理器關聯，因此事件分派器將事件交給命令請求處理器來處理。
命令請求處理器讀取 socket01 的 key value 並在自己內存中完成 key value 的設置。操作完成後，它會將 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回復處理器關聯。
3. 回復請求：
如果此時客戶端準備好接收返回結果瞭，那麼 redis 中的 socket01 會產生一個 AE_WRITABLE 事件，同樣壓入隊列中，
事件分派器找到相關聯的命令回復處理器
由命令回復處理器對 socket01 輸入本次操作的一個結果，比如 ok，之後解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回復處理器的關聯。
這樣便完成瞭一次通信。
redis 事件處理偽代碼
// 入口函數
void aeMain(EventLoop eventLoop) {
while(true) {
// 文件事件處理器
aeProcessEvents(eventLoop);
}
}
void aeProcessEvents() {
// 調用 epoll_wait 函數，等待I/O事件 （IO 多路復用程序）
int numevents = aeApiPoll(timeval);
for(int i=0; i< numevents; i++) {
// 從隊列中取出對應的事件
fileEvent = getFromEventQueue(i);
// 處理文件事件 (文件事件分派器)
processFileEvent(fileEvent);
// 處理時間事件。（忽略）
processTimeEvent();
}
}
void processFileEvent() {
if event == '讀事件' {
// 讀處理器
processReadFile();
}
if event == '寫事件' {
// 寫處理器
processWriteFile();
}
}
redis 源碼
篇幅原因這裡就不貼 redis 的源代碼，可以用 vscode 等工具打開 redis 安裝目錄下的 src 目錄，通過全局搜索 aeMain 找到入口。
總結
起初當看到別人說 redis 是單線程時，很容易想成 redis 服務端隻開啟瞭一個線程用於做所有事情，然而實際上我們所說的 redis 單線程 隻是針對 redis 網絡請求模塊，即文中提到的文件事件處理器。
另外，在第一次看到文中第一張圖時，就感覺像是一個線程（IO多路復用程序）負責往隊列寫數據，另一個線程（文件事件分派器）負責從隊列裡面讀數據，那麼 redis 的單線程到底體現在哪裡呢？
最後通過一頓操作，翻到瞭相關源碼，粗略一讀才明白所謂的事件分派器、隊列等等是這樣的。
到此這篇關於聊聊Redis的單線程模型的文章就介紹到這瞭,更多相關Redis單線程內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！