Redis 的 IO 多路复用，学习研究
自己做个记录，也希望能帮助想要了解的人
最终能理解这个，得益于网络上很多前辈的博客和自己粗看过《深入理解计算机系统》
涉及一些计算机基础知识，会先提及，用一种简单的方式让大家有个基本的概念，以帮助理解最后需要讨论的东西
基础知识
操作系统
操作系统本身可以看做一个特殊的软件，只有操作系统能直接接触计算机硬件，其他软件要访问硬件都必须通过操作系统
操作系统对硬件做抽象，封装接口给软件调用
程序员
↓
软件
↓
操作系统（在内存中）
↓
IO设备（网卡、磁盘、键盘、鼠标等）
常见的操作系统有：
Windows、Linux、Mac
内核和用户空间
首先，内核和用户空间都在内存中
内核：
只要计算机处于开启状态，操作系统（记住它是一种特殊的软件）就会把它的程序和数据放入内存中，由于操作系统的重要性，它会独占内存中的一块区域，这块区域就称之为内核
即，内核就是操作系统常驻内存的区域
用户空间：
而用户空间，就是某个进程启动后，被分配到的一块内存区域
注：
具体的涉及到虚拟地址空间的概念，想要详细了解的童鞋可以看下《深入理解计算机系统》第三版的第十章“虚拟存储器”
IO
具体到 IO，操作系统提供了一些 IO 操作，用于操作 IO 设备的数据，然后应用软件对其进行封装
数据流转：
网络IO：网卡 → 内核 → 用户空间（用户内存）
磁盘IO：磁盘 → 内核 → 用户空间（用户内存）
各个操作系统分别提供了哪些 IO 操作？有哪几种 IO 模型？
IO 操作：
select、poll、epoll、kqueue、evport
IO 模型：
以 Linux 为例，它有五种 IO 模型：
阻塞IO模型、非阻塞IO模型、IO复用模型、信号驱动IO模型以及异步IO模型
可参考此链接中的内容，讲的很细：
Redis
Redis 是怎么对操作系统提供的 IO 操作进行封装的？
可参考：
为什么 Redis 使用了单线程 IO 多路复用？为什么那么快？
1、cpu 处理相比于 IO 可以忽略
每个客户端建立连接时，都需要服务端为其 创建 socket 套接字，建立连接
然后该客户端的每个请求都要经历以下几步：
（1）等待请求数据数据从客户端发送过来
（2）将请求数据从内核复制到用户进程的缓冲区（buffer）
（3）对请求数据进行处理（对于 redis 而言，一般就是简单的 get/set）
由于操作简单+只涉及内存，所以第（3）步的处理很简单、很快，主要时间耗在（1）步，所以，如果采用普通 BIO 模式，每个请求都要经历这几步，那么处理十万条数据，就要在（1）步花费大量的时间，这样的话，qps 一定很低。所以就采用了更高效的 IO 多路复用模式，即，将（1）步统一交给第三方（也就是操作系统，操作系统提供了 select、poll、epoll、kqueue、iocp等系统调用函数），结合 redis 的单线程，现在整个处理流程是这样的：
一下子来了一堆请求，线程将这些请求都交给操作系统去处理，让操作系统帮忙完成第（1）步，等到这些请求里的一个或多个走完了第（1）步，就将一个集合交给这个线程，并说，我这里收集到了几个走完第一步的请求，你去走（2）、（3）步吧，于是线程拿着这个集合去遍历，等遍历结束之后。又去检查操作系统那儿有没有（这个线程自己维护了一个 while 循环）走完第（1）步的请求，发现又有一些了，拿到后继续遍历进行（2）、（3）步，如此循环往复。
注：有些 IO 模式是将（1）（2）步都交给操作系统处理了，线程本身只需处理第（3）步
2、瓶颈在带宽，而不在 cpu
由于 数据存放在内存中+处理逻辑简单，导致即使是单线程，Redis 可支持的 qps 也相当大，而当 qps 相当大的时候，首先限制性能的是带宽，即不需要把 cpu 的性能挖掘出来，因为在这之前，带宽就不够用了。所以没有必要为了提高 cpu 利用率而使用多线程处理业务逻辑。
参考资料
1、https://mp.weixin.qq.com/s/XzLHy41JrCV_y3BZpeTgwQ
2、https://draveness.me/redis-io-multiplexing/
3、https://mp.weixin.qq.com/s/vrUiKnwjWb3esk8lfiiOfw
4、《深入理解计算机系统》第三版
