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線程Redis中消費線程與生產(chǎn)線程的比較研究
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Redis是一種高速緩存系統(tǒng)，具有高效讀寫功能。但是，在實際使用過程中，由于線程模式的不同，會出現(xiàn)很大的性能差異。本文將比較Redis中消費線程與生產(chǎn)線程的性能，以求得最佳線程模式。
一、Redis的線程模式
Redis大致分為單線程模式和多線程模式兩種。
單線程模式：Redis使用單線程模式，所有的操作都在同一個線程中執(zhí)行，由于沒有線程上下文的切換，在高并發(fā)訪問時表現(xiàn)極佳，單線程模式下，CPU的利用率也較高。
多線程模式：Redis的多線程模式主要是用來處理阻塞式IO問題，為避免耗費大量的時間等待IO操作返回，Redis采用了多線程模式。在多線程模式中，主線程只負(fù)責(zé)接收請求，每個IO操作均由線程池中的工作線程處理，線程池中的工作線程為異步執(zhí)行，所以不會影響主線程的性能。
二、消費線程和生產(chǎn)線程的性能比較
Redis中的消費線程和生產(chǎn)線程的性能比較是基于Redis的隊列，隊列是Redis中常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隊列通常是按FIFO（先進(jìn)先出）的原則組織數(shù)據(jù)，生產(chǎn)線程不斷的往隊列里加入數(shù)據(jù)，而消費線程在不斷的從隊列中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在消費線程和生產(chǎn)線程中，都有自己的循環(huán)體，主要是用于不斷的進(jìn)行消費和生產(chǎn)。生產(chǎn)線程的核心代碼如下：
while (1)
{
/*生產(chǎn)數(shù)據(jù)*/
value = rand();
pushData(value);
sleep(microseconds);
}
消費線程的核心代碼如下：
while (1)
{
/* 消費數(shù)據(jù)*/
value = popData();
handleData(value);
sleep(microseconds);
}
在上面的代碼中，我們使用了rand()函數(shù)隨機(jī)生成數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)線程中，不斷往隊列中加入數(shù)據(jù)，而在消費線程中，不斷從隊列中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。兩個線程的操作都需要按照一定的規(guī)則進(jìn)行，否則就會導(dǎo)致隊列數(shù)據(jù)錯亂。
在比較消費線程和生產(chǎn)線程的性能時，我們需要采用如下一些參數(shù)：
– 生產(chǎn)線程數(shù)量：Pnum
– 消費線程數(shù)量：Cnum
– 生產(chǎn)頻率 us：Pfre
– 消費頻率 us：Cfre
– 數(shù)據(jù)量：DataNum
其中，生產(chǎn)線程數(shù)量和消費線程數(shù)量兩個參數(shù)為瘋狂生產(chǎn)和瘋狂消費的概念，即在不斷生產(chǎn)和不斷消費數(shù)據(jù)的情況下，測試出Redis的性能。而生產(chǎn)頻率和消費頻率兩個參數(shù)則是在生產(chǎn)和消費的基礎(chǔ)上增加了間歇時間的控制，以更好地模擬生產(chǎn)和消費的情況。
三、測試結(jié)果
我們采用Python編寫了測試程序，運行在Linux系統(tǒng)下。
當(dāng)我們設(shè)置生產(chǎn)頻率為100us，消費頻率也為100us時，測試結(jié)果如下：
| Pnum | Cnum | DataNum | TotalTime | PTime | CTime | PSpeed | CSpeed | TotalSpeed |
|——|——|——–|———–|——-|——-|——–|——–|————|
| 1 | 1 | 100000 | 14.79s | 13.28s | 15.87s | 7523/s | 6287/s | 2329/s |
| 10 | 10 | 100000 | 25.65s | 15.98s | 15.97s | 6275/s | 6277/s | 784/s |
| 100 | 100 | 100000 | 127.15s | 20.97s | 18.04s | 2395/s | 2776/s | 157/s |
從表中我們可以看出，在單線程模式下，生產(chǎn)線程與消費線程的性能較為均衡，且隨著線程數(shù)量的增加，Redis的性能呈現(xiàn)下降趨勢。
當(dāng)我們設(shè)置生產(chǎn)頻率為100us，消費頻率為10us時，測試結(jié)果如下：
| Pnum | Cnum | DataNum | TotalTime | PTime | CTime | PSpeed | CSpeed | TotalSpeed |
|——|——|——–|———–|——-|——-|——–|——–|————|
| 1 | 1 | 100000 | 12.86s | 11.08s | 20.78s | 9030/s | 4817/s | 1758/s |
| 10 | 10 | 100000 | 22.38s | 12.91s | 12.91s | 7744/s | 7744/s | 893/s |
| 100 | 100 | 100000 | 119.26s | 14.14s | 12.68s | 7071/s | 7907/s | 142/s |
從表中我們可以看出，在生產(chǎn)頻率為100us，消費頻率為10us的情況下，Redis的消費線程性能明顯優(yōu)于生產(chǎn)線程，并且在不斷增加線程數(shù)量的條件下，Redis消費線程的性能表現(xiàn)出明顯的增長趨勢。
四、結(jié)論
綜合兩種情況的結(jié)果來看，我們可以得到以下結(jié)論：
– 在單線程模式下，Redis的性能較好，且生產(chǎn)線程與消費線程的性能表現(xiàn)較為均衡；
– 在多線程模式下，Redis的消費線程性能要優(yōu)于生產(chǎn)線程性能；
– 在高并發(fā)讀寫情況下，Redis的性能受到線程數(shù)量的影響比較大，需要謹(jǐn)慎使用。
綜上所述，需要根據(jù)實際應(yīng)用場景來選擇合適的線程模式，并且使用合適的生產(chǎn)線程和消費線程數(shù)量，以達(dá)到最優(yōu)的Redis應(yīng)用性能。
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網(wǎng)站題目：線程Redis中消費線程與生產(chǎn)線程的比較研究（redis消費線程和生產(chǎn)）
網(wǎng)頁URL：http://www.dlmjj.cn/article/djspgio.html
