8.1说说影响Redis性能的因素

Redis中有5大方面会影响Redis主线程的性能，分别是：
（1）Redis内部的阻塞式操作；
（2）CPU核和MUMA架构的影响；
（3）Redis关键系统配置；
（4）Redis内部碎片；
（5）Redis缓冲区；
【Redis实例与哪些对象进行交互？】
（1）客户端：网络IO，键值对增删改查操作，数据库操作；
（2）磁盘：生成RDB快照、记录AOF日志、AOF日志重写；
（3）主从节点：主库生成、传输RDB文件，从库接收RDB文件、清空数据库、加载RDB文件；
（4）切片集群实例：向其他实例传输哈希槽信息，数据迁移
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【1】与客户端交互的阻塞点

  1. 网络IO：网络IO有时候会比较慢，但是Redis使用了IO多路复用机制，避免了主线程一直处在等待网络连接或请求到来的状态，所以网络IO不是导致Redis阻塞的因素；
  2. 键值对的增删改查操作是Redis与客户端交互的主要部分，也是Redis主线程执行的主要任务。所以，复杂度较高的增删改查操作肯定会阻塞Redis。如果操作的时间复杂度是O(N)，这就有可能会阻塞Redis实例，在使用时需要重视起来。例如集合元素全量查询HgetAll、Smembers，以及集合的聚合统计操作，比如求交、并、差集。这些操作可以作为Redis的第一个阻塞点：集合全量查询和集合操作。

  3. 另外Redis的键值对删除操作也存在潜在的阻塞风险，因为这涉及到一个释放键值对所占用内存的过程。释放内存只是第一步，为了更加高效得管理内存空间，在应用程序释放内存时，操作系统需要把释放掉的内存块插入一个空闲内存块的链表，以便后续进行管理和再分配。这个过程本来需要一定的时间，而且会阻塞当前释放内存的应用程序。所以如果一下子释放掉了大量内存，空闲内存块链表操作时间就会增加，相应地会造成Redis主线程的阻塞。比如删除一个有100万元素的Hash集合类型，大概需要2s的耗时。所以BigKey就是Redis实例的第二个阻塞点。

    8.影响Redis主线程的因素 - 图2

  4. 涉及到与客户端交互的最后一个阻塞点，就是FlushDB和FlushAll等清空数据库的操作，因为它涉及到删除和释放所有的键值对。

【2】与磁盘交互时的阻塞点
磁盘IO一般都是比较费时费力的，Redis开发者早就认识到了磁盘IO会带来阻塞，所以就把Redis进一步设计为采用子进程的方式来生成RDB快照文件，以及执行AOF日志重写操作。这样一来，这两个耗时的操作就由子进程负责执行，慢速的磁盘IO就不会阻塞主线程了。但是Redis直接记录AOF日志时，会根据不同的写回策略对数据做落盘保存。一个同步写磁盘的耗时大约是1-2ms，如果有大量的写操作需要记录在AOF日志中，并同步写回的话，就会阻塞主线程了。
【3】主从节点交互时的阻塞点
在主从集群中，主库需要生成RDB文件，并传输给从库。主库在复制的过程中，创建和传输RDB文件都是由子进程来完成的，不会阻塞主线程。但是，对于从库来说，它在接收了RDB文件后，需要使用FlushDB命令来清空当前数据库。此外，从库在清空数据库后，还需要把RDB文件加载到内存，这个过程的快慢与RDB文件的大小有关，RDB文件越大，加载过程越慢。所以，加载 RDB 文件就成为了 Redis 的第五个阻塞点。
【4】切片集群实例交互时的阻塞点
当我们部署Redis切片集群时，每个Redis实例上分配的哈希槽信息需要在不同实例间进行传递，同时，当需要进行负载均衡或者有实例增删时，数据会在不同的实例间进行迁移。不过，哈希槽的信息量不大，并且数据迁移是渐进式执行的。不过如果使用的是Redis Cluster方案同步迁移，而且迁移的正好是BigKey的话，就会阻塞Redis主线程了。
【5】哪些阻塞点可以异步执行
如果一个操作能够被异步执行，就意味着它不会Redis主线程关键路径上的操作。关键路径上的操作是指：客户端把请求发给Redis，等待Redis返回数据结构的操作，客户端需要拿去处理。
对于Redis来说，读操作就是最典型的关键路径上的操作。所以Redis实例的集合全量查询以及聚合操作是不能异步执行的。
至于bigKey的删除操作以及清空数据库的操作，都是对数据做删除，并不在关键路径上。因此，我们可以使用后台子线程来异步执行删除操作。
对于AOF日志同步写操作，为了保证数据可靠性，Redis实例需要保证AOF日志中的操作记录已经落盘，这个操作虽然需要实例等待，但它不会返回具体的数据结果给实例。所以，我们也可以启动一个子线程来执行AOF日志的同步写，而不用让主线程等待AOF日志的写完成。
对于从库加载RDB文件这个阻塞点，从库要想对客户端提供服务，就必须把RDB文件加载完成。所以这个操作也是关键路径上的操作，我们必须要让从库的主线程来执行。
【6】异步的子线程机制
Redis的主线程启动后，会使用操作系统提供的pthread_create函数创建三个子线程，分别让它们负责：AOF日志落盘操作、键值对删除操作、文件关闭的异步执行。
主线程通过一个链表形式的任务队列和子线程进行交互。当收到键值对删除和清空数据库操作时，主线程会把这个操作封装成一个任务，放入到任务队列中，然后返回客户端一个完成信息，表明删除已经完成。但实际上，这个时候删除还没有执行，等到后台子线程从任务队列中读取任务后，才开始执行键值对删除操作，并释放相应的内存空间。
和惰性删除类似的，当AOF日志配置成everysec选项后，主线程会把AOF写日志操作封装成一个任务，放入到任务队列中。后台子线程读取任务后，开始执行写入AOF日志操作。
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