redis的IO多路复用

  1. 多路IO复用是一种同时监听多个文件描述符(如socket)的状态变化,并能在某个文件描述符就绪时执行相应操作的技术,在redis中,多路IO复用技术主要用于处理客户端的连接请求和读写操作,以实现高并发,高性能服务,redis支持多种多路复用机制,包括select,poll,epoll和kqueue等,其中,epoll是linux系统下性能最好的一种机制,redis在linux系统下默认使用epoll。
  2. select机制
    1. select是最早的多路IO复用机制,通过调用select函数来监视多个文件描述符的状态变化,但是select机制存在性能瓶颈和文件描述符数量限制的问题,在高并发场景下,select机制的性能会受到较大的影响
  3. poll机制
    1. poll机制是对select机制的改进,解决了文件描述符数量限制的问题,但是poll机制在大量文件描述符的情况下仍然存在性能瓶颈
  4. epoll机制
    1. epoll是linux特有的IO多路复用机制,采用事件驱动的方式,通过epoll_ctl函数注册文件描述的事件,然后通过epoll_wait函数等待IO事件的发生,epoll机制在处理大量连接时具有更好的扩展性和性能,redis在linux系统下默认使用epoll机制
  5. redis单线程抗高QPS的原因
    1. redis作为一个单线程的内存数据库,却能够抗住如此之高的QPS(每秒查询率),这主要得益于以下几个方面:
      1. 非阻塞IO与多路IO复用
        1. redis采用了非阻塞IO与多路IO复用技术,使得单个线程可以同时处理多个客户端的连接请求和读写操作,当某个文件描述符就绪时,redis会立即执行相应的操作,而不会阻塞整个线程,这种机制大大提高了redis的并发处理能力
      2. 纯内存操作
        1. redis的所有数据都存储在内存中,因此读写操作都非常快,相比于磁盘数据库,redis的读写性能要高出几个数量级,这也是redis能够抗住高QPS的重要原因之一
      3. 高效的数据结构
        1. redis内部使用了多种高效的数据结构,如哈希表,跳表,整数集合等,这些数据结构在存储和查询数据时都具有较高的性能,同时,redis还针对这些数据结构进行了大量的优化,以确保在高并发场景下仍然能够保持问你定的性能
      4. 单线程避免了线程切换和加锁的开销
        1. 虽然多线程可以提高系统的并发处理能力,但同时也带来了线程切换核价所得开销,redis采用单线程模型,避免了这些开销,是的redis在处理单个请求时更加高效,此外,单线程模型也使得redis的编程模型相对简单,易于维护和管理
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