当前位置: 首页 > 科技观察

单线程Redis如此之快的四个原因

时间:2023-03-13 18:05:06 科技观察

前言Redis作为内存中的数据存储,以其速度和性能着称,经常被用作大多数后端服务的缓存解决方案。然而,在内部,Redis使用单线程架构。为什么单线程设计仍然有这么高的性能?使用多线程并发处理请求不是更好吗?在这篇文章中,我们主要从以下四个方面来深入探讨为什么Redis是单线程架构,而且还那么快。内存数据存储,优秀的数据结构,单线程架构,非阻塞IO,让我们一一分析。内存数据存储存取RAM比磁盘快几个数量级Redis是基于内存的数据存储,即上表中的RAM。Redis中的每一次读写操作都等同于从命中RAM(RandomAccessMemory)的变量中读写。访问RAM比直接访问磁盘快几个数量级,因此Redis比其他数据存储快得多。优秀的数据结构Redis作为内存数据存储,利用各种底层数据结构高效存储数据,无需担心如何将数据持久化到持久化存储。例如,Redis列表是使用链接列表实现的,这些链接列表允许在列表的头部和尾部附近进行恒定时间O(1)的插入和删除。另一方面,Redis排序集是使用跳转列表实现的,可以实现更快的查找和插入。简而言之,无需担心持久化数据,可以更有效地存储Redis中的数据,以便通过不同的数据结构进行快速检索。单线程架构单线程进程Redis的写入和读取速度极快,CPU占用率对Redis来说从来都不是问题。根据Redis官方文档,Redis在普通的Linux系统上运行时,每秒最多可以传递100万个请求。然而,瓶颈主要是网络I/O。Redis中的处理时间大部分浪费在等待网络I/O上。虽然多线程架构允许应用程序通过上下文切换并发处理任务,但Redis的性能提升微乎其微,因为大多数线程最终会阻塞在I/O中。通过采用单线程架构,Redis有以下好处:最小化由于线程创建或销毁引起的CPU消耗最小化由于上下文切换引起的CPU消耗减少锁开销,因为多线程应用需要锁进行线程同步,容易出错能够使用各种“线程不安全”命令,例如lpush非阻塞I/O为了处理传入的请求,服务器需要在套接字上调用系统调用以将数据从网络缓冲区读取到用户空间。这通常是一个阻塞操作,线程被阻塞并且什么都不做,直到完全接收到来自客户端的数据。当我们确定套接字中的数据已准备好被读取时,为什么不调用系统调用呢?这就是I/O多路复用发挥作用的地方。I/O多路复用模块同时监控多个套接字,只返回可读套接字。准备好读取的套接字被推送到单线程事件循环,并由相应的处理程序使用反应器模式进行处理。简而言之,由于其阻塞性,网络I/O较慢Redis对内存的操作速度很快,Redis收到命令后可以快速执行。因此,Redis有意识地决定使用I/O多路复用来缓解慢速网络I/O问题使用单线程架构来减少锁开销总结综上所述,单线程架构是Redis团队经过时间考验和深思熟虑的选择.尽管是单线程的,Redis仍然是性能最高和最常用的内存数据存储之一。