Redis的单线程与多线程

红太狼 2023-10-14 18:09 61阅读 0赞

**Redis的核心处理逻辑一直都是单线程 有一些分支模块是多线程**(某些异步流程从4.0开始用的多线程，例如UNLINK、FLUSHALL ASYNC、FLUSHDB ASYNC等非阻塞的删除操作。网络I/O解包从6.0开始用的是多线程;)

## 为什么是单线程 ##

多线程多好啊可以利用多核优势

官方给的解释

![16df4996b99743eeacafe69cbabd4e02.png][]

意思就是Redis的定位，是内存k-v存储， 是做短平快的**热点数据处理**，一般来说执行会很快，执行本身不是瓶颈，而瓶颈通常在网络I/O,处理逻辑多线程并不会有太大收益。  
同时，Redis本身 秉持简洁高效的理念，代码的简单性、可维护性 是Redis以来一直以来的追求，引入多线程带来的复杂性远比想象的要大，而且多线程本身也会引入额外成本，细说

### 1.多线程的引入的复杂度很大 ###

1.首先，多线程引入之后，Redis原来的顺序执行特性就不复存在,为了支持事务的原子性、隔离性，Redis就不得不引入一些很复杂的实现; .  
2.Redis的数据结构极其高效，在单线程模式下做了很多特性的优化，如果引入多线程，那么所有  
底层数据结构都要改造为线程安全，这会是极其复杂的工作;  
3.而且，多线程模式也使得程序调试更加复杂和麻烦，会带来额外的开发成本及运营成本，也更容易犯错(回想一下MYSQL并发....)

### 2.多线程带来额外的成本 ###

1.上下文切换成本，多线程调度需要切换线程上下文，这个操作先存储当前线程的本地数据、程序指针等,然后载入另一个线程数据，这种内核操作的成本不可忽视。  
2.同步机制的开销，-些公共资源，在单线程模式下直接访问就行了，多线程需要通过加锁等方式去进行同步，这也是不可忽视的CPU开销;  
3.一个线程本身也占据内存大小，对Redis这种内存数据库而言，内存非常珍贵，多线程本身带来的内存使用的成本也需要谨慎决策。

## 单线程为什么这么快 ##

第一，Redis的大部分操作在内存上完成，内存操作本身就特别快;  
第二，Redis追求极致，选择了很多高效的数据结构，并做了非常多的优化，比如ziplist, hash,跳表，有时候一种对象底层有几种实现以应对不同场景。  
第三，Redis 采用了多路复用机制，使其在网络I0操作中能并发处理大量的客户端请求，实现高吞吐量。  
第一第二点挺好理解的 第三点怎么说

什么叫I/0多路复用，简单理解来说，就是有I/0操作触发的时候，就会产生通知，收到通知，再去处理通知对应的事件，针对I/0多路复用，Redis做了一层包装，叫Reactor模型。  
本质就是监听各种事件，当事件发生时，将事件分发给不同的处理器。

这样就不会阻塞在某一个操作上，充分发挥性能，可以说I/O多路复用让Redis单线程也有了较大的并发度，注意这里是并发，而不是并行，在这种模式下，Redis单 核的性能可以说是被充分的利用了。

## 但是呢 ##

现在业务量实在是太大了

前面也有说过，Redis选择 单线程的核心原因是Redis是都是内存操作，CPU处理都非常快，瓶颈更容易出现在I/O而不是CPU，所以选择了单线程模型。

随着时代的发展，很多业务的请求量都达到了一个曾经难以想象的高度，I/O操作确实成为了瓶颈，而之前Redis处理流程中读取请求、发送回包都属于I/O操作，所以Redis引入了多线程，这里的多线程也不是说将整个处理逻辑都多线程化，如果这么做，需要对所有数据结构进行线程安全重构，这是巨大的成本，并且，也不见得能有多大提升，甚至可能因为损耗而降低，毕竟瓶颈大多时候都不在处理，瓶颈实际一般都在 于网络I/O。  
因为上述情况，Redis选择了引入多线程来处理网络I/O,仍然使用单线程框架来执行Redis命令，这样既保持了Redis核心的单线程处理架构，完全兼容以前的实现，又引入了多线程解决提升网络I/O的性能。

关于多线程不需要了解太多

首先 多线程是6.0之后引入的 为了解决日益变多的数据量 默认是关闭了 可以在.conf里面修改 多线程负责的是处理网络I/O 具体来说

读取并解析指令以及回包。

单线程模式下是一个线程完成读取、解析、执行、将回包放入客户端缓冲区;  
但在多线程模式下，会将不同的client放 入clients\_ pending\_ read任务队列中， 后续会通Round-Robin轮询负载均衡策略把这些client分给其他IO线程和主线程进行读取和解析;在回包的时候，也是利用Round-Robin轮询负 载均衡策略把等待回包队列中的任务连续均匀地分配给IO线程各自的  
本地FIFO任务队列和主线程自己，主线程轮询等待所有IO线程完成回包任务

[16df4996b99743eeacafe69cbabd4e02.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/16df4996b99743eeacafe69cbabd4e02.png