redis 为啥这么快

2020-07-27 本文已影响0人 wenfh2020

天下武功，唯快不破。redis 为什么那么快？redis 单进程并发 10w+ (hiredis + libev 异步测试)。本章从这几个角度进行分析：单进程，单线程，多线程，多进程，多实例。

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1. 单进程

redis 核心逻辑在单进程主线程里实现。

数据存储在内存。

redis 的应用场景，一般作为缓存，它的数据存储在内存，而 cpu 访问内存速度非常快。
哈希表。

redis 数据库是 Nosql 数据库，它的数据访问模式是 key - value，数据索引是哈希表，搜索数据的时间复杂度是 $O(1)$ 。
多路复用事件异步 I/O。

redis 运用了 I/O 多路复用技术对事件进行管理。例如：Linux 用 epoll。
非阻塞网络 I/O。

主逻辑在单进程，单线程，不能有阻塞的缓慢操作，所以网络通信大部分设置为非阻塞模式。

有的朋友说，单线程节省了锁带来的开销，我认为这也是其中一个原因，但它并不是快的主要原因。

单线程实现主逻辑最主要作用，我认为是避免了锁带来的复杂度，减少了坑，从而节省了人力成本。尽管这样，利用多核优势，在多线程中实现 key 粒度的读写锁，或许是未来 redis 需要改进优化的一个趋势。

redis 有部分场景需要子进程和子线程辅助。

后台回收数据线程。

redis 惰性异步回收数据。回收数据量比较大的数据集，redis 会通过后台线程（bio）进行回收。先从哈希表删除 key，切断数据与主逻辑的联系，再把数据（value）放进后台线程里异步回收。这样不影响主线程主业务的运行。
多线程读写通信。

redis 6.0 增加多线程读写网络事件功能。[redis 源码走读] 多线程通信 I/O

redis 主服务是单进程的。单进程不能充分利用系统 cpu 核心。可以通过多开实例提高系统的并发能力。

redis 有持久化功能：aof 和 rdb 方式。持久化需要将内存数据写入磁盘，写磁盘是缓慢的 I/O，为了避免影响主进程的性能，有些需要对整个内存数据集落地的操作，会通过 fork 子进程进行。例如 aof 的 rewrite 操作，rdb 持久化。