詳解Redis單線程的正確理解
很多同學對Redis的單線程和I/O多路復用技術並不是很瞭解，所以我用簡單易懂的語言讓大傢瞭解下Redis單線程和I/O多路復用技術的原理，對學好和運用好Redis打下基礎。
一、Redis的單線程理解
Redis客戶端對服務端的每次調用都經歷瞭發送命令，執行命令，返回結果三個過程。其中執行命令階段，由於Redis是單線程來處理命令的，所有到達服務端的命令都不會立刻執行，所有的命令都會進入一個隊列中，然後逐個執行，並且多個客戶端發送的命令的執行順序是不確定的，但是可以確定的是不會有兩條命令被同時執行，不會產生並發問題，這就是Redis的單線程基本模型。
Redis服務器通過socket（套接字）與客戶端或其他Redis服務器進行連接，而文件事件就是服務器對socket操作的抽象。服務器與客戶端或其他服務器的通信會產生相應的文件事件，而服務器通過監聽並處理這些事件來完成一系列網絡通信操作。
Redis基於Reactor模式開發瞭自己的網絡事件處理器——文件事件處理器，文件事件處理器使用I/O多路復用程序來同時監聽多個socket（I/O多路復用技術下面有介紹），並根據socket目前執行的任務來為socket關聯不同的事件處理器。當被監聽的socket準備好執行連接應答、讀取、寫入、關閉等操作時，與操作相對應的文件事件就會產生，這時文件事件處理器就會調用socket之前已關聯好的事件處理器來處理這些事件。
文件事件處理器的構成：
註意：其中I/O多路復用程序通過隊列向文件事件分派器傳送socket
二、I/O多路復用技術
關於I/O多路復用(又被稱為“事件驅動”)，首先要理解的是，操作系統為你提供瞭一個功能，當你的某個socket可讀或者可寫的時候，它可以給你一個通知。這樣當配合非阻塞的socket使用時，隻有當系統通知我哪個描述符可讀瞭，我才去執行read操作，可以保證每次read都能讀到有效數據而不做純返回-1和EAGAIN的無用功，寫操作類似。
操作系統的這個功能是通過select/poll/epoll/kqueue之類的系統調用函數來實現，這些函數都可以同時監視多個描述符的讀寫就緒狀況，這樣，多個描述符的I/O操作都能在一個線程內並發交替地順序完成，這就叫I/O多路復用，這裡的“多路”指的是多個網絡連接，“復用”指的是復用同一個Redis處理線程。（正如上圖所示）
采用多路 I/O 復用技術可以讓單個線程高效的處理多個連接請求（盡量減少網絡 I/O 的時間消耗），且 Redis 在內存中操作數據的速度非常快，也就是說內存內的操作不會成為影響Redis性能的瓶頸，所有 Redis 具有很高的吞吐量。
三、常見疑問解答
1、Redis的單線程為什麼這麼快？
1.完全基於內存，絕大部分請求是純粹的內存操作，非常快速。數據存在內存中，類似於HashMap，HashMap的優勢就是查找和操作的時間復雜度都是O(1)；
2.數據結構簡單，對數據操作也簡單，Redis中的數據結構是專門進行設計的；
3.采用單線程，避免瞭不必要的上下文切換和競爭條件，也不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗 CPU，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鎖而導致的性能消耗；
4.使用多路I/O復用模型，非阻塞I/O；
5.Redis直接自己構建瞭VM 機制 ，因為一般的系統調用系統函數的話，會浪費一定的時間去移動和請求；
2、為什麼不采用多進程或多線程處理？
1.多線程處理可能涉及到鎖
2.多線程處理會涉及到線程切換而消耗CPU
3、單線程處理的缺點？
1.耗時的命令會導致並發的下降，不隻是讀並發，寫並發也會下降
2.無法發揮多核CPU性能，不過可以通過在單機開多個Redis實例來完善
4、Redis不存在線程安全問題？
Redis采用瞭線程封閉的方式，把任務封閉在一個線程，自然避免瞭線程安全問題，不過對於需要依賴多個redis操作（即：多個Redis操作命令）的復合操作來說，依然需要鎖，而且有可能是分佈式鎖。
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