Redis為什麼是單執行緒及高併發快的大原因詳解

1.redis是基於記憶體的，記憶體的讀寫速度非常快；

2.redis是單執行緒的，省去了很多上下文切換執行緒的時間；

3.redis使用多路復用技術，可以處理併發的連線。非阻塞io 內部實現採用epoll，採用了epoll+自己實現的簡單的事件框架。epoll中的讀、寫、關閉、連線都轉化成了事件，然後利用epoll的多路復用特性，絕不在io上浪費一點時間。

下面重點介紹單執行緒設計和io多路復用核心設計快的原因。

1.官方答案

因為redis是基於記憶體的操作，cpu不是redis的瓶頸，redis的瓶頸最有可能是機器記憶體的大小或者網路頻寬。既然單執行緒容易實現，而且cpu不會成為瓶頸，那就順理成章地採用單執行緒的方案了。

2.效能指標

關於redis的效能，官方**也有，普通筆記本輕鬆處理每秒幾十萬的請求。

3.詳細原因

1）不需要各種鎖的效能消耗

redis的資料結構並不全是簡單的key-value，還有list，hash等複雜的結構，這些結構有可能會進行很細粒度的操作，比如在很長的列表後面新增乙個元素，在hash當中新增或者刪除

乙個物件。這些操作可能就需要加非常多的鎖，導致的結果是同步開銷大大增加。

總之，在單執行緒的情況下，就不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死鎖而導致的效能消耗。

2）單執行緒多程序集群方案

單執行緒的威力實際上非常強大，每核心效率也非常高，多執行緒自然是可以比單執行緒有更高的效能上限，但是在今天的計算環境中，即使是單機多執行緒的上限也往往不能滿足需要了，需要進一步摸索的是多伺服器集群化的方案，這些方案中多執行緒的技術照樣是用不上的。

所以單執行緒、多程序的集群不失為乙個時髦的解決方案。

3）cpu消耗

採用單執行緒，避免了不必要的上下文切換和競爭條件，也不存在多程序或者多執行緒導致的切換而消耗 cpu。

但是如果cpu成為redis瓶頸，或者不想讓伺服器其他cup核閒置，那怎麼辦？

可以考慮多起幾個redis程序，redis是key-value資料庫，不是關聯式資料庫，資料之間沒有約束。只要客戶端分清哪些key放在哪個redis程序上就可以了。

1.單程序單執行緒優勢

**更清晰，處理邏輯更簡單

不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死鎖而導致的效能消耗

不存在多程序或者多執行緒導致的切換而消耗cpu

2.單程序單執行緒弊端

無法發揮多核cpu效能，不過可以通過在單機開多個redis例項來完善；

redis 採用網路io多路復用技術來保證在多連線的時候，系統的高吞吐量。

多路-指的是多個socket連線，復用-指的是復用乙個執行緒。多路復用主要有三種技術：select，poll，epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路復用技術。

這裡「多路」指的是多個網路連線，「復用」指的是復用同乙個執行緒。採用多路

i/o復用技術可以讓單個執行緒高效的處理多個連線請求（儘量減少網路io的時間消耗），且redis在記憶體中運算元據的速度非常快（記憶體內的操作不會成為這裡的效能瓶頸），主要以上兩點造就了redis具有很高的吞吐量。

1. redis是純記憶體資料庫，一般都是簡單的訪問操作，執行緒占用的時間很多，時間的花費主要集中在io上，所以讀取速度快。

2. 再說一下io，redis使用的是非阻塞io，io多路復用，使用了單執行緒來輪詢描述符，將資料庫的開、關、讀、寫都轉換成了事件，減少了執行緒切換時上下文的切換和競爭。

3. redis採用了單執行緒的模型，保證了每個操作的原子性，也減少了執行緒的上下文切換和競爭。

4. 另外，資料結構也幫了不少忙，redis全程使用hash結構，讀取速度快，還有一些特殊的資料結構，對資料儲存進行了優化，如壓縮表，對短資料進行壓縮儲存，再如，跳表，使用有序的資料結構加快讀取的速度。

5. 還有一點，redis採用自己實現的事件分離器，效率比較高，內部採用非阻塞的執行方式，吞吐能力比較大。

Redis為什麼是單執行緒 及高併發快的大原因詳解