十六,Redis网络模型

一,用户空间和内核空间

二,阻塞IO(Blocking IO)

三,非阻塞IO(NonBlocking IO)

四,IO多路复用(IO Multiplexing)

4.1 介绍



4.2 select

4.3 poll

4.4 epoll


select模式存在的三个问题:

  • 能监听的FD最大不超过1024

  • 每次select都需要把所有要监听的FD都拷贝到内核空间

  • 每次都要遍历所有FD来判断就绪状态

poll模式的问题:

  • poll利用链表 解决了select中监听FD上限的问题,但依然要遍历所有FD,如果监听较多,性能会下降

epoll模式中如何解决这些问题的?

  • 基于epoll实例中的红黑树保存要监听的FD,理论上无上限,而且增删改查效率都非常高,性能不会随监听的FD数量增多而下降
  • 每个FD只需要执行一次epoll ctl添加到红黑树,以后每次epol_wait无需传递任何参数,无需重复拷贝FD到内核空间

4.5 事件通知机制

当FD有数据可读时,我们调用epoll_wait就可以得到通知。但是事件通知的模式有两种:

  • LevelTriggered :简称LT。当FD有数据可读时,会重复通知多次,直至数据处理完成。是Epoll的默认模式
  • EdgeTriggered :简称ET。当FD有数据可读时,只会被通知一次,不管数据是否处理完成。

举例:

  1. 假设一个客户端socket对应的FD已经注册到了epoll实例中
  2. 客户端socket发送了2kb的数据
  3. 服务端调用epoll_wait,得到通知说FD就绪
  4. 服务端从FD读取了1kb数据
  5. 回到步骤3(再次调用epoll_wait,形成循环)

4.6 Web服务流程(基于EPoll)

五,信号驱动IO(Signal Driven IO)

六,异步IO(Asynchronous IO)


七,Redis网络模型

7.1 Redis是单线程还是多线程

Redis到底是单线程还是多线程?

  • 如果仅仅聊Redis的核心业务部分(命令处理),答案是单线程
  • 如果是聊整个Redis,那么答案就是多线程

在Redis版本迭代过程中,在两个重要的时间节点上引入了多线程的支持

  • Redis v4.0:引入多线程异步处理一些耗时较长的任务,例如异步删除命令unlink
  • Redis v6.0:在核心网络模型中引入 多线程,进一步提高对于多核CPU的利用率

为什么Redis要选择单线程

  • 抛开持久化不谈,Redis是纯内存操作,执行速度非常快,它的性能瓶颈是网络延迟而不是执行速度,因此多线程并不会带来巨大的性能提升。
  • 多线程会导致过多的上下文切换,带来不必要的开销
  • 引入多线程会面临线程安全问题,必然要引入线程锁这样的安全手段,实现复杂度增高,而且性能也会大打折扣

7.2 Redis单线程网络模型流程

Redis通过I0多路复用来提高网络性能,并且支持各种不同的多路复用实现,并且将这些实现进行封装,提供了统一的高性能事件库API库 AE:


源码简化:


流程图:


源码解析:

7.3 Redis多线程网络模型流程

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