Redis是一个高性能的内存数据库,它支持多种数据结构和命令。为了提高并发性能,Redis使用了IO多路复用机制,即让一个线程同时处理多个网络连接。IO多路复用机制可以分为三种模型:select、poll和epoll。本文将介绍这三种模型的特点和区别,并分析为什么epoll是Redis的最佳选择。
select模型是最早的IO多路复用机制,它使用一个位图来记录所有需要监控的文件描述符(FD),并调用select函数来阻塞等待任何一个FD发生事件(如可读、可写或异常)。当有事件发生时,select函数返回,并遍历位图来找出哪些FD发生了事件,并进行相应的处理。select模型的优点是简单易用,兼容性好,但也有以下缺点:
1.位图的大小有限制,通常为1024,这意味着select模型只能监控最多1024个FD,无法满足高并发的需求。
2.每次调用select函数时,都需要将位图从用户空间复制到内核空间,这会增加系统开销和时间消耗。
3.每次返回后,都需要遍历整个位图来找出发生事件的FD,这会导致无效的轮询和低效的处理。
poll模型是对select模型的改进,它使用一个链表来记录所有需要监控的FD,并调用poll函数来阻塞等待任何一个FD发生事件。当有事件发生时,poll函数返回,并遍历链表来找出哪些FD发生了事件,并进行相应的处理。poll模型相比select模型有以下优点:
1.链表的大小没有限制,可以监控任意数量的FD,适合高并发的场景。
2.链表中的每个节点都包含了FD的状态信息,不需要像select模型那样遍历整个位图。
但poll模型也有以下缺点:
1.每次调用poll函数时,仍然需要将链表从用户空间复制到内核空间,这会增加系统开销和时间消耗。
2.每次返回后,仍然需要遍历整个链表来找出发生事件的FD,这会导致无效的轮询和低效的处理。
epoll模型是目前最先进的IO多路复用机制,它使用一个红黑树和一个双向链表来记录所有需要监控的FD,并调用epoll_create函数来创建一个epoll对象。然后调用epoll_ctl函数来向epoll对象中添加或删除FD,并指定感兴趣的事件。最后调用epoll_wait函数来阻塞等待任何一个FD发生事件。当有事件发生时,epoll_wait函数返回,并从双向链表中获取已经就绪的FD,并进行相应的处理。epoll模型相比poll模型有以下优点:
1.epoll对象只需要在创建时从用户空间复制到内核空间一次,之后不需要再进行复制操作,这大大减少了系统开销和时间消耗。
2.epoll对象使用红黑树来管理FD,可以快速地添加或删除FD,并保持平衡状态。