Java面试题-Redis-第四天(线程模型一)

目录

一、Redis为何选择单线程?

二、Redis真的是单线程吗?

三、Redis6.0为何引入多线程

四、Redis6.0引入多线程之后,性能的提升效果如何?


一、Redis为何选择单线程?

通常对于一个数据库来说,CPU通常不是瓶颈,因为大多数请求都不是CPU密集型的,而是IO密集型的,具体到Redis的话,如果不考虑RDB/AOF持久化方案,Redis是完全的内存操作,执行速度是非常快的,因此这部分操作通常不会是性能瓶颈,Redis真正的性能瓶颈在于网络IO,也就是就是客户端和服务端之间的网络延迟,而为了减少延迟,Redis选择了单线程的IO多路复用实现它的核心网络模型

具体来说:

  1. 避免过多的上下文切换,如果是单线程则规避了进程内频繁的线程切换开销。因为程序始终运行在进程的单个线程内,没有多线程切换场景

  2. 避免同步锁的开销 如果说Redis选择多线程模型,因为Redis是一个数据库,势必涉及到底层数据同步的问题,必然会引入某些同步机制。比如锁,而且我们知道 Redis不仅提供了key - value数据结构,而且还有list、set、hash等结构。不同的数据结构对同步访问的加锁粒度是不同的。可能会导致在操作数据的过程中会带来很多加锁解锁上面的开销。增加程序复杂度的同时还会降低性能

  3. 简单可维护:如果说Redis使用多线程模式,那么底层所有的数据结构都必须设计为线程安全的,这无疑会使得Redis的实现变得更为复杂

二、Redis真的是单线程吗?

主体核心来说是单线程的 就是执行命令仍然是单线程的

但是有两个节点需要注意是多线程的:

redis4.0:引入多线程处理异步任务

主要就是针对那些非常耗时的命令,将这些命令异步话,防止阻塞

redis6.0:在核心网络模型中引入了多线程IO

但是这个主要是为了处理网络数据的读写和协议的解析,执行命令仍然是单线程

三、Redis6.0为何引入多线程

随着互联网的高速发展,互联网业务系统要处理的线上流量越来越大,这样的话Redis的IO瓶颈会越来越大,Redis的单线程模型会导致系统消耗很多的CPU时间在网络IO上面,从而降低了吞吐量

要提升Redis的性能有两个方向:

  1. 优化网络模型

  2. 提高机器内存读写速度

后者依赖于硬件,暂时无解。只能从前者入手:网络IO的优化可以分为两个方向:

  1. 零拷贝或者DPDK技术

  2. 利用多核优势

零拷贝技术有其局限性,无法适配Redis这一复杂的网络IO场景。

而DPDK技术通过旁路网卡IO绕过内核协议栈太过于复杂可能还需要内核甚至是硬件的支持

总结来说,Redis支持多线程就两个原因:

1、充分利用CPU资源

  1. 分摊Redis 同步IO读写负担

四、Redis6.0引入多线程之后,性能的提升效果如何?

Redis作者说这个性能至少提升一倍

国内也有大牛测试过性能几乎翻倍了

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