【Redis】-- 单线程模型

1. redis单线程模型的原理

redis 只使用一个线程来处理所有的命令请求，微观上来讲,redis服务器是串行/顺序执行多个命令的。并不是说一个redis服务器内部真的只有一个线程，redis服务器内部的多个线程是在处理网络IO。

redis并不会出现多线程中两个线程尝试同时对一个变量进行自增操作，表面上是进行了两次自增，结果却是自增一次的结果的问题。

redis之所以使用单线程模型可以很好的工作，主要原因是在于redis的核心业务逻辑都是扁平快的，不太消耗cpu资源，自然就不太吃多核了。

但是如果redis中的某个操作占用时间长，就会阻塞其他命令的执行。

之所以说redis单线程快、效率高是和数据库（MySQL、sql Server、oracle）做对比的。

1） redis是访问的内存；数据库是访问硬盘的。

2） redis核心功能比数据库核心功能更简单。

数据库对于数据的插入、删除、查询等操作都用更复杂的功能支持，这样的功能支持势必有更多的开销。比如，针对插入、删除，数据库中的各种约束都会使数据库做更多额外的工作。

3）redis采取的是单线程模型，避免了一些不必要的线程竞争开销。

redis的每个操作都是短平快的，只是简单的操作一下内存数据，并不怎么消耗cpu，就算使用多线程，提升也不大。

4）redis在处理网络IO的时候，使用了epoll这样的IO多路复用机制。

IO多路复用：一个线程，可以管理多个socket。是操作系统给程序猿提供的一套API，内部的功能都是操作系统内核实现的。Linux上提供的IO多路复用，只要是三套API：select、poll、epoll。

epoll是目前最高效的版本，是一种事件通知/回调机制，C++可以使用Linux原生的epoll API；Java可以使用NIO，NIO是标准库提供的一组类，底层就是封装了epoll。

针对TCP来说，服务器每服务一个客户端，就要给对应的客户端安排一个socket，一个服务器要服务多个客户端，那么就同时有很多个socket。

但是在很多情况下，每个客户端和服务器之间的通信并没有那么频繁（同一时刻，只有少数的socket是活跃的）。

epoll在内核中维护了一个红黑树，来管理所有的socket,并且每个节点都关联了一个事件回调。当系统内核感知到网卡收到数据了，会进一步判定这个数据是给那个socket的，随之调用对应的回调，进一步唤醒用户线程，来处理收到的数据。