redis是个单线程工作模型。

redis和memcached有啥区别

redis支持复杂的数据结构

redis支持 string,list,hash,set,sort set五种数据类型。能支持更丰富的数据操作,如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作,redis是不错的选择。

redis原生支持集群模式

在redis3.x版本中,便能支持cluster模式,而memcache没有原生的集群模式,需要依靠客户端来实现集群中分片写入数据。

性能对比

redis只使用单核,memchache可以使用多核。所以平均每一个核上的redis在存储小数据时比memcache性能更高。而在100k以上的数据中,memcache性能要高于redis。虽然redis最近也在存储大数据的性能上进行优化,但是比起memcache,还是稍有逊色。

redis线程模型

redis内部使用文件事件处理器 file event handler ,这个文件事件处理器是单线程的,所以redis才叫做单线程模型。
采用IO多路复用机制同时监听多个socket,将产生事件的socket压入内存队列,事件分派器根据socket上的事件类型来选择对应的事件处理器进行处理。

文件事件处理器的结构包含4个部分

  • 多个socket
  • IO多路复用程序
  • 文件事件分派器
  • 事件处理器:连接应答处理器,命令请求处理器,命令回复处理器

多个socket可能会并发产生不同的操作,每个操作对应不同的文件事件,但是IO多路复用程序会监听多个socket,将产生的时间的socket放入队列中排队,事件分派器每次从队列中取出一个socket,根据socket的事件类型交给对应的事件处理器进行处理。

客户端与redis的一次通信过程

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  • 首先,redis服务端进程初始化的时候,会将server socket的AE_READABLE事件与连接应答处理器关联。客户端socket01向redis进程的server socket 请求建立连接,此时server socket会产生一个AE_READABLE事件,IO多路复用程序监听到server socket产生的事件后,将该socket压入队列中,文件事件分派器会从队列中获取socket,交给 连接应答处理器 ,连接应答处理器会创建一个与客户端通信的socket01,并将该socket01的AE_READABLE事件与命令处理器关联。

  • 然后,此时客户端发送 set key value 命令,此时redis的socket01产生AE_READABLE事件,IO多路复用程序监听到socket01压入队列,此时文件事件分派器从队列中获取socket01产生的AE_READABLE事件,由于前面socket-1的AE_READABLE事件已经与命令请求处理器关联,因此事件分派器将事件交给命令请求处理器来处理。命令球球处理器读取socket01的key value并在自己的内存中完成key value的设置,操作完成后,它会将socket01 的AE_WRITEABLE事件与命令回复处理器关联。

  • 如果此时客户端准备好接收返回结果了,那么redis中的socket01会产生一个AE_WRITE事件,同样压入队列,事件分派处理器会找到关联的命令回复处理器,由命令回复处理器对socket01输入本次操作的一个结果,比如ok,之后接触socket01的AE_WRITEABLE与命令回复处理器的关联。

为什么redis单线程模型也能效率那么高?

  • 纯内存操作
  • 核心是非阻塞的IO多路复用机制。
  • C语言实现,一般来说,C语言实现的程序距离操作系统更近,执行速度相对更快。
  • 单线程反而避免了多线程的频繁上下文切换问题,预防了多线程可能产生的竞争问题。