关于Redis的一些问题

Redis单线程为什么还这么快

通常来说，使用多线程处理会比单线程快，就像有一堆一万斤的货物，如果选择“单线程”，那就只有一辆车运送，需要运送10次，如果是“多线程”，那就会有多辆车运行，比如：5辆车，那只需运送2次即可。

那为什么Redis选择单线程，处理数据的数据还这么快呢？或者说Redis为什么不选择多线程处理？

主要有以下几点原因：

1 内存访问

Redis 将所有数据存储在内存中，而不是磁盘上。内存访问速度远远高于磁盘访问速度，因此 Redis 能够实现非常高的读写速度，使Redis达到每秒万级别的处理类效率。

2 单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗

因为是单线程，所以它就没有由于线程创建或销毁而产生的额外的CPU消耗，减少了上下文切换带来的开销，此外，单线程也不必考虑多线程中的锁的问题，更不用考虑锁对性能的影响；没有多线程并发问题，Redis 可以简化并发控制逻辑，从而减少额外的计算成本。而Java用多线程来提升性能是因为它的大多数操作都很复杂，消耗的时间远高于创建或销毁线程。

同时因为Redis的操作都比较简单，大多数操作可以在毫秒级甚至微秒级内完成。单线程模型在这种情况下能够充分利用这些简单操作的特点，避免多线程带来的复杂性。

3 非阻塞IO模型

还有一点就是，它虽然是单线程，但运行机制却是epoll作为I/O多路复用，一次能执行多个任务，这也帮它实现了高性能读写。I/O 多路复用是一种技术，允许一个单一的进程同时监听多个文件。就像老师提问，它不是依次让每个同学回答，而是让同学们自己思考，想出来后，自行举手，老师看到有人举手后，再自行选择某个举手同学的回答。

redis在4.0之前是完全单线程，4.0时加入了多线程，但并不用于核心工作，只用于额外的后台处理。

6.0之前是单线程。这是因为它的核心工作流程是单线程，即redis正常处理客户端请求的流程。通常如：接收命令，解析命令，执行命令，写回结果。多线程只用于额外的后台处理。

redis6.0之后加入的多线程用于核心流程，即网络I/O阶段，用来处理 接收数据 和 返回结果 这两个流程，执行命令的核心模块还是单线程的

4 数据结构的优化

它的基本数据类型是String，list，hash，set，zset，但这5种数据结构对应的底层数据结构却经过精心设计，使得各种操作能够在内存中高效地执行。底层数据结构有：SDS（Simple Dynamic String）(简单动态字符串)、 ziplist（压缩列表）、双向链表（Doubly Linked List）、 intset（整数集合）、 skiplist（跳跃表）、 hashtable（哈希表）、快速链表(quicklist)...

而它之所以优化底层数据结构，还有一个原因：对于单线程，如果某个命令执行过长，会造成其他命令的阻塞，因此它必须优化。所以它是面向快速执行场景的数据库。

总结

最后总结下，redis虽然是单线程，但处理效率依旧快的原因主要有以下四点：

• 基于内存存储，执行快
• 优化的数据存储结构，使得执行更快
• 单线程架构，没有多线程带来的锁和上下文切换消耗
• 非阻塞IO：Redis 采用网络IO多路复用技术，来保证在多连接的时候系统的高吞吐量。可以让单个线程高效处理多个连接请求（尽量减少网络IO的时间消耗）