Redis线程模型 - 技术栈

官网地址： https://redis.io/

Redis目前支持一些复杂的数据结构，可以应用到多种业务场景；Redis数据保存在内存，但是持久化到磁盘，意味着Redis的可以保证数据安全，特定的场景也可以当做数据库来使用；

Redis单线程

Redis到底是单线程的还是多线程的？

Redis服务处理客户端连接的过程：

1、整体来说，Redis的整体线程模型可以简单解释为客户端多线程，服务端单线程.

为了和多个客户端连接， Redis服务使用I/O多路复用的方式，使用一个线程维护与所有客户端的Socket链接。将客户端并发的请求转换成串行的执行方式，这样Redis服务就可以用一个单独的线程完成客户端的请求。

redis.conf中可以配置客户端的最大连接数

maxClients 10000

2、严格来讲，Redis后端的线程模型和Redis的版本有关。

Redis4.X以前的版本，都是采用的1纯单线程。Redis5.x版本进行了一次大的核心代码重构。到Redis6.x和7.x版本中，开始用一种全新的多线程机制来提升后台工作。尤其在现在的Redis7.x版本中，Redis后端的很多比较费时的操作，比如持久化RDB，AOF文件、unlink异步删除、集群数据同步等，都是由额外的线程执行的。例如，对于 FLUSHALL操作，就已经提供了异步的方式。

3、为什么Redis不使用多线程

Redis使用单线程就不能发挥多核CPU的优势，但是对现在的Redis而言，CPU不是Redis的性能瓶颈，反而是内存和网络。

Redis单线程的优势：减少了多线程环境下的上下文切换的开销，加锁的开销等。

Redis的原子性

Redis处理客户端的并发请求时，是将客户端的请求排队，然后串行执行。如果A客户端的多个请求之间插入的其他客户端的请求，就无法保证A客户端请求响应的结果。

有什么方式可以控制Redis指令的原子性呢？

1. 复合指令

比如 MSET(HMSET)、GETSET、SETNX、SETEX。这些复合指令都能很好的保持子性。

2. Redis事务

127.0.0.1:6379> MULTI -- 表示开启事务

OK

127.0.0.1:6379(TX)> set k2 2

QUEUED

127.0.0.1:6379(TX)> incr k2

QUEUED

127.0.0.1:6379(TX)> get k2

QUEUED -- 这些指令只是进行了排队

127.0.0.1:6379(TX)> EXEC --执行事务

OK

(integer) 3

"3"

127.0.0.1:6379> DISCARD -- 放弃事务

Redis事务可以通过Watch机制进一步保证在某个事务执行前，某一个key不被修改。

UNWATCH只有在开启WATCH的客户端才生效。

和Mysql的事务相比，Redis事务只能保证指令一起执行（中间不插入其他指令），不能保证全部成功全部失败的特性。

Redis事务执行过程：

当EXEC指令执行后，Redis会先将事务中的所有操作都先记录到AOF文件中，然后再执行具体的操作。这时有一种可能，Redis保存了AOF记录后，事务的操作在执行过程中，服务就出现了非正常宕机(服务崩溃了，或者执行进程被kill -9了)。这就会造成AOF中记录的操作，与数据不符合（数据不一致）。如果Redis发现这种情况，那么在下次服务启动时，就会出现错误，无法正常启动。这时，就要使用redis-check-aof工具修复AOF文件，将这些不完整的事务操作记录移除掉。这样下次服务就可以正常启动了。

3. Pipeline

使用实例：

-- 有个脚本command.txt

set count 1

incr count

incr count

incr count
-- 执行这个脚本中的指令
$root@192-168-65-214 \~\]# cat command.txt \| redis-cli -a 123qweasd --pipe -- 查询执行的结果count的值 127.0.0.1:6379\> get count "4"$

核心作用：优化RTT(round-trip time)
无法保证Redis原子性：与复合指令和Redis事物相比，Pipeline只是一次性的将所有的指令发送到服务端，这些指令还是在服务端进行排队，无法保证这些指令之间不会插入其他客户端的请求（虽然概率比较低）。
不建议执行复杂操作：pipeline在执行过程中，会阻客户端。在pipeline中不建议拼装过多的指令。因为指令过多，会使客户端阻太长，同时服务端需要回复这个很繁忙的客户端，占用很多内存。
pipeline机制适合做一些在非热点时段进行的数据调整任务。

4. Lua脚本

参考网站：https://wiki.luatos.com/ ：直接在线调试lua语法

热点脚本可以缓存到服务器上。

Redis中有一个配置参数来控制Lua脚本的最长控制时间。默认5秒钟。

lua-time-limit 5000

示例1：

-- lua脚本中2个参数

127.0.0.1:6379> eval "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 first second

"key1"

"key2"

"first"

"second"

示例2：

-- 在lua脚本中，可以使用redis.call函数来调用Redis的命令

127.0.0.1:6379> set stock_1 1

OK

-- 调整 1号商品的库存。如果库存小于 10**，就设置为**10

127.0.0.1:6379> eval

"

local initcount = redis.call('get', KEYS[1])

local a = tonumber(initcount)

local b = tonumber(ARGV[1])

if a >= b

then redis.call('set', KEYS[1], a)

return 1

end

redis.call('set',KEYS[1], b)

return 0

"

1 "stock_1" 10 -- 1个变量

5. Redis Function

Redis Function允许将一些功能声明成一个统一的函数，提前加载到Redis服务端。客户端可以直接调用这些函数，而不需要再去开发函数的具体实现。

Function示例：

Lua 复制代码

#!lua name=mylib

local function my_hset(keys, args)

local hash = keys[1]
local time = redis.call('TIME')[1]
return redis.call('HSET',hash,'_last_modified_',time, unpack(args))
end
redis.register_function('my_hset', my_hset)

127.0.0.1:6379> FUNCTION LIST -- 查看有哪些函数