一、redis實現高并發機制的原理及redis運行原理圖解



二、redis為什么可以解決高并發問題
redis高并發和快速的原因:
1、redis是基于內存的操作,內存的讀寫速度非常快;
redis是基于內存操作的, 內存的讀寫速度是非常快的, 普通的筆記本電腦,沒秒都能處理幾十萬的請求量. 所以CPU(內存里的操作) 不會成為redis的性能瓶頸. redis的瓶頸最有可能是內存的大小和網絡通信能力;
2、redis是單線程的,省去了很多線程上下文切換的時間和消耗;
Redis單線程的優劣勢
單進程單線程優勢
代碼更清晰,處理邏輯更簡單
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
不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗CPU
單進程單線程弊端
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;
3、redis采用IO多路復用技術, 可以處理并發的鏈接. 采用epoll的多路復用技術,絕對不在IO上浪費一點時間.
IO多路復用技術
redis 采用網絡IO多路復用技術,來保證在多連接的時候系統的高吞吐量。
多路-指的是多個socket網絡連接,復用-指的是復用一個線程。多路復用主要有三種技術:select,poll,epoll。epoll是最新的、也是目前最好的多路復用技術。
采用多路I/O復用技術:其一,可以讓單個線程高效處理多個連接請求(盡量減少網絡IO的時間消耗)。其二,Redis在內存中操作數據的速度非常快(內存里的操作不會成為這里的性能瓶頸)。主要以上兩點造就了Redis具有很高的吞吐量。
redis使用多路復用技術,可以處理并發的連接(非阻塞IO)。
非阻塞IO 內部實現采用epoll,采用了epoll+自己實現的簡單的事件框架。epoll中的讀、寫、關閉、連接都轉化成了事件,然后利用epoll的多路復用特性,絕不在io上浪費一點時間。
三、Redis高并發快總結
Redis是純內存數據庫,一般都是簡單的存取操作,線程占用的時間很多,時間的花費主要集中在IO上,所以讀取速度快。
再說一下IO,Redis使用的是非阻塞IO,IO多路復用,使用了單線程來輪詢描述符,將數據庫的開、關、讀、寫都轉換成了事件,減少了線程切換時上下文的切換和競爭。
Redis采用了單線程的模型,保證了每個操作的原子性,也減少了線程的上下文切換和競爭。
另外,數據結構也幫了不少忙,Redis全程使用hash結構,讀取速度快,還有一些特殊的數據結構,對數據存儲進行了優化,如壓縮表,對短數據進行壓縮存儲,再如,跳表,使用有序的數據結構加快讀取的速度。
還有一點,Redis采用自己實現的事件分離器,效率比較高,內部采用非阻塞的執行方式,吞吐能力比較大。
redis 內部使用文件事件處理器,這個文件事件處理器是單線程的,所以才稱redis是單線程的。它采用 IO 多路復用機制同時監聽多個 socket,將產生事件的 socket 壓入內存隊列中,事件分派器根據 socket 上的事件類型來選擇對應的事件處理器進行處理。

