Redis单线程架构以及工作方式
一、单线程模型
Redis客户端对服务端的每次调用都经历了发送命令,执行命令,返回结果三个过程。其中执行命令阶段,由于Redis是单线程来处理命令的,所有每一条到达服务端的每一条到达服务端的命令都不会立刻执行,所有的命令都会进入一个队列中,然后逐个执行。并且多个客户端发送的命令的执行顺序是不确定的。但是可以确定的是不会有两条命令被同时执行,不会产生并发问题,这就是Redis的单线程基本模型。
二、单线程模型每秒万级别处理能力的原因
(1)纯内存访问。数据存放在内存中,内存的响应时间大约是100纳秒,这是Redis每秒万亿级别访问的重要基础。
(2)非阻塞I/O,Redis采用epoll做为I/O多路复用技术的实现,再加上Redis自身的事件处理模型将epoll中的连接,读写,关闭都转换为了时间,不在I/O上浪费过多的时间。
(3)单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗。
(4)Redis采用单线程模型,每条命令执行如果占用大量时间,会造成其他线程阻塞,对于Redis这种高性能服务是致命的,所以Redis是面向高速执行的数据库。
三、Redis工作方式分析
Redis作为一个高性能的key-value数据库具有以下特征:
多样的数据模型
持久化
主从同步
Redis支持丰富的数据类型,最为常用的数据类型主要由五种:String、Hash、List、Set和Sorted Set。Redis通常将数据存储于内存中,或被配置为使用虚拟内存。Redis有一个很重要的特点就是它可以实现持久化数
据,通过两种方式可以实现数据持久化:使用RDB快照的方式,将内存中的数据不断写入磁盘;或使用类似MySQL的AOF日志方式,记录每次更新的日志。前者性能较高,但是可能会引起一定程度的数据丢失;后者相反。 Redis支持将数据同步到多台从数据库上,这种特性对提高读取性能非常有益(Redis虽然读取写入的速度都特别快,但是也会产生读压力特别大的情况。为了分担读压力,Redis支持主从复制,Redis的主从结构可以采用一主多从或者级联结构)。