11_redis_线程 IO 模型

redis是单线程。
单线程还快的原因是：所有的数据都是在内存中，运算都是内存级别的。对于o(n)的指令要慎用，不然会造成卡顿
单线程处理并发：多路复用，非阻塞IO

非阻塞IO

当使用套接字读取的时候，默认是阻塞的，read方法需要传一个参数n，表示读取这么多的字节后返回，如果没有读取到这么多字节线程就会卡在那里，等新的数据过来，或者连接关闭，才会将数据返回。write方法一般是不会阻塞的，除非内核中为套接字分配的缓冲区已经满了，write方法就会阻塞，直到到缓冲区重新分配新的空间后。
非阻塞IO，是在套接字对象加入一个Non_Blocking。当这个选项打开的时候，读写方法不会阻塞，而是能读多少读多少，能写多少写多少。读写多少取决于为内核为套接字分配的读写缓冲区内部的字节数。读写方法返回值会告知读写了多少字节。

事件轮询（多路复用）

飞阻塞IO有一个问题，就是结果读写到一半的时候就返回了，线程如何知道什么时候需要继续读咧？就是当数据来的时候，线程是如何知道呢？写的时候，怎么知道缓冲区满了，写不完了，剩下的数据该什么时候才能写呢？

事件轮询API就是解决这个问题的。
最简单的事件轮询API就是select函数，是操作系统提供的。输入是读写描述符列表read_fds&write_fds。输出就是对应的可读可写的事件，同时提供了timeout参数，当 没有任何事件到来，会等timeout时间，线程处于阻塞状态。一旦期间有任何事件过来，就会立即返回。拿到事件后，线程顺序处理相应的事件，处理完后过来轮询，于是线程进入了一个死循环，称之为事件循环，一个循环一个周期

因为通过select函数调用处理多个管道描述符 的读写事件，所以称之为多路复用API。现在操作系统多路复用已经不用select函数了，而是使用epoll （linux） ，kqueue(freebsd & macosx)，因为select描述符多的时候性能变差。他们的本质都是差不多的。
事件轮询API就是java中的NIO技术。

指令队列

redis为每个客户端套接字都关联了一个指令队列，客户端的指令通过队列进行顺序处理，先到先处理。

响应队列

redis为每个客户端套接字也提供了一个响应队列，服务器通过响应队列将响应的结果返回给客户端。如果队列为空，意味着现在连接处于空闲状态，不需要获取事件，就是将客户端描述符从write_fds中移除。当队列有数据的时候，再将描述符添加到write_fds中。应避免selelct系统调用立即返回写事件，这样会使cpu瞬间升高。

定时任务

服务器在处理IO的时候还要处理其他的事情，如果线程阻塞在select上面，还是需要处理别的事情。
redis的处理方式是：
将定时任务记录到称之为最小堆的数据结构中，这个堆中，最快处理的任务排在堆的最上方， 每个循环周期会处理排在最上面的任务，处理完之后， 将下一个最快执行的任务还需要的时间记录下来，这个时间就是selelct系统调用的timeout的时间，因为知道在timeout时间内没有需要处理的任务，所以可以安心的睡眠。