1 Redis单线程问题
主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的,Redis在处理客户端的请求时包括获取 (socket 读)、解析、执行、内容返回 (socket 写) 等都由一个顺序串行的主线程处理,这就是所谓的“单线程”。这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。
但Redis的其他功能,比如持久化、异步删除、集群数据同步等等,其实是由额外的线程执行的。Redis工作线程是单线程的,但是,整个Redis来说,是多线程的。
2 Redis单线程为什么快
(1) 基于内存操作:Redis 的所有数据都存在内存中,因此所有的运算都是内存级别的,所以他的性能比较高;
(2) 数据结构简单:Redis 的数据结构是专门设计的,而这些简单的数据结构的查找和操作的时间大部分复杂度都是 O(1),因此性能比较高;
(3) 多路复用和非阻塞 I/O:Redis使用 I/O多路复用功能来监听多个 socket连接客户端,这样就可以使用一个线程连接来处理多个请求,减少线程切换带来的开销,同时也避免了 I/O 阻塞操作;
(4) 避免上下文切换:因为是单线程模型,因此就避免了不必要的上下文切换和多线程竞争,这就省去了多线程切换带来的时间和性能上的消耗,而且单线程不会导致死锁问题的发生;
3 I/O 多路复用
这是IO模型的一种,即经典的Reactor设计模式,
I/O 多路复用,简单来说就是通过监测文件的读写事件再通知线程执行相关操作,保证 Redis 的非阻塞 I/O 能够顺利执行完成的机制。
多路指的是多个socket连接,
复用指的是复用一个线程。多路复用主要有三种技术:select,poll,epoll。
epoll是最新的也是目前最好的多路复用技术。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络IO的时间消耗),且Redis在内存中操作数据的速度非常快(内存内的操作不会成为这里的性能瓶颈),主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。
4 Redis 6
在 Redis 6.0 中新增了多线程的功能来提高 I/O 的读写性能,他的主要实现思路是将主线程的 IO 读写任务拆分给一组独立的线程去执行,这样就可以使多个 socket 的读写可以并行化了,采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络IO的时间消耗),将最耗时的Socket的读取、请求解析、写入单独外包出去,剩下的命令执行仍然由主线程串行执行并和内存的数据交互。
结合上图可知,网络IO操作就变成多线程化了,其他核心部分仍然是线程安全的,是个不错的折中办法。
5 Redis6 开启多线程
在Redis6.0中,多线程机制默认是关闭的,如果需要使用多线程功能,需要在redis.conf中完成两个设置。
1 设置io-thread-do-reads配置项为yes,表示启动多线程。
2 设置线程个数。关于线程数的设置,官方的建议是如果为 4 核的 CPU,建议线程数设置为 2 或 3,如果为 8 核 CPU 建议线程数设置为 6,线程数一定要小于机器核数,线程数并不是越大越好。