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今天搞一下經(jīng)典面試題Redis為什么選擇單線程？Redis為什么這么快？，實現(xiàn)快速入門，豐富個人簡歷，提高面試level，給自己增加一點談資，秒變面試小達(dá)人，BAT不是夢。
一、Redis版本迭代
- Redis2.6，支持lua腳本。
- Redis3.0，支持集群。
- Redis4.0，混合持久化，多線程異步刪除。
- Redis5.0，核心代碼重構(gòu)。
- Redis6.0，多線程IO。
- Redis7.0，F(xiàn)unction、Multi-part-AOF。
二、Redis4.0之前為什么一直采用單線程？
1、Redis采用單線程模型方便開發(fā)和維護(hù)。
2、單線程模型也可以通過IO多路復(fù)用和非阻塞IO并發(fā)處理多客戶端請求。
3、對于Redis來說，主要的性能瓶頸是內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)，而不是CPU。
三、Redis6.0引入多線程
Redis6.0之前，Redis從網(wǎng)絡(luò)IO處理到實際的讀寫命令處理，都是單線程的，只不過在數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)持久化的時候使用的是多線程。
Redis的性能瓶頸主要是網(wǎng)絡(luò)IO，因此，Redis6.0開始，采用多個IO線程來處理網(wǎng)絡(luò)請求，提高網(wǎng)絡(luò)請求處理的并行度。
四、Redis主線程和IO線程是如何完成請求的？
1、服務(wù)端和客戶端建立socket連接
主線程負(fù)責(zé)建立連接，并把socket放入全局等待隊列，主線程通過輪詢的方法將socket連接分配給IO線程。
2、IO線程讀取并解析請求
主線程一旦把socket分配給IO線程，就會進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待IO線程完成客戶端請求，此時，采用多個IO線程并行處理。
3、主線程執(zhí)行請求命令
IO線程解析完請求，主線程還是會以單線程的方式執(zhí)行這些命令。
4、IO線程會寫回socket和主線程清空全局隊列
當(dāng)主線程執(zhí)行完請求命令后，會將結(jié)果寫入緩沖區(qū)，主線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待IO線程將結(jié)果回寫到socket中，并返回給客戶端。
回寫socket完畢后，主線程清空全局隊列。
五、IO多路復(fù)用是什么？
IO多路復(fù)用，一種同步的IO模型，實現(xiàn)一個線程監(jiān)視多個文件句柄，一旦某個文件句柄就緒就能夠通知到對用的應(yīng)用程序進(jìn)行對應(yīng)的讀寫操作，沒有文件句柄就緒時，程序就會進(jìn)入阻塞狀態(tài)，釋放CPU資源。
1、IO，操作系統(tǒng)層面指數(shù)據(jù)在內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間進(jìn)行的讀寫操作；
2、多路，多個客戶端socket連接；
3、復(fù)用，復(fù)用線程；
4、IO多路復(fù)用，使用單線程就能夠同時處理多個客戶端socket連接；
客戶端socket對應(yīng)的文件描述符FileDescriptor注冊進(jìn)epoll，epoll會監(jiān)聽哪些socket有消息，避免大量的無用操作。
此時socket采用非阻塞模式，整個過程只在調(diào)用select、poll、epoll時才會阻塞，收到客戶端消息不會阻塞，這個進(jìn)程就會被充分利用起來，這種模式一般被稱為事件驅(qū)動，也就是reactor反應(yīng)模式。
采用epoll的方式，最終目的是提高服務(wù)器的吞吐能力。
IO多路復(fù)用與epoll函數(shù)才是“Redis為什么這么快？”的直接原因。
六、總結(jié)
Redis是一個基于內(nèi)存操作、KV形式的數(shù)據(jù)庫，采取多路復(fù)用、非阻塞IO、避免了不必要的上下文切換等特性。
Redis一直存在BigKey問題，因此在Redis4.0引入了多線程異步刪除，正式打開Redis多線程新篇章。
Redis6.0引入IO多線程的讀寫，更高效的處理請求，Redis只是將IO讀寫變成了多線程，命令的執(zhí)行還是由主線程單線程執(zhí)行，因此，多線程下操作Redis不會出現(xiàn)線程安全的問題，不用像Java那樣加鎖，解鎖，這也是Redis為什么這么快的根本原因。
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