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關于redis的幾件小事(二)redis線程模型

tuantuan / 3018人閱讀

摘要：事件分派器會根據每個當前產生的事件，來選擇對應的事件處理器來處理。核心是基于非阻塞的多路復用機制單線程避免了多線程上下文切換的開銷。

1.memcached和redis有什么區別？

（1）Redis支持服務器端的數據操作
redis和memcached相比，redis擁有更多的 數據結構并且支持更豐富的數據操作 ，通常在memcached里面，你需要將數據拿到客戶端來進行類型的修改然后在set回去，這樣就嚴重增加了網絡IO的次數和數據體積。在redis里面，這些操作可以在服務端完成，所以這些復雜的操作就和一般的GET/SET一樣高效。所以，如果需要緩存能支持更復雜的結構和操作，那么redis是不錯的選擇 。
（2）內存使用率
如果使用簡單的 key-value 存儲的話，Memcached的內存利用率會更高，而如果Redis采用 hash 結構來做 key-value 存儲，由于其組合式的壓縮，其內存利用率會高于Memcached。
（3）性能
由于redis只使用單核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一個核上redis在存儲小數據時比Memcached性能更好。而在100K以上的數據中，Memcached性能要高于redis。
（4）集群模式
memcached沒有原生的集群模式，需要依靠客戶端來實現集群中分片寫入數據；redis原生支持cluster模式，官方支持redis cluster集群模式。

對比點 memcached redis
是否支持服務端操作 不支持 支持
數據結構類型 簡單 復雜多樣
內存使用率 簡單 key-value 存儲，利用率高 采用hash結構存儲，內存利用率高
性能 存儲大數據性能高 存儲小數據性能高
集群模式 沒有原生支持 原生支持cluster模式
2.redis的線程模式？

要了解redis的線程模式，必須先了解下面幾個概念
（1）文件事件處理器
①redis是基于reactor模式開發了網絡事件處理器，這個處理器叫做 文件事件處理器(file event Handler)。這個文件事件處理器是單線程的，所以redis才叫做單線程模式，采用IO多路復用機制去同時監聽多個socket，根據socket上的時間來選擇對應的事件處理器來處理這個事件。

②如果被監聽的socket準備好執行accept、read、write、close等操作的時候，跟操作對應的文件事件就會產生，這個時候文件處理器就會調用之前關聯好的的事件處理器來處理這個事件。

③文件事件處理器是單線程模式運行的，但是通過IO多路復用機制監聽多個socket，可以實現高性能的網絡通信模型，又可以跟內部其他單線程的模塊進行對接，保證了redis內部的線程模型的簡單性。

④文件事件處理器的結構包含四個部分：多個socket、IO多路復用程序、文件事件分派器、事件處理器(命令請求處理器、命令回復處理器、連接應答處理器，等等)。

⑤多個socket可能并發的產生不同的操作，每個操作對應不同的文件 事件，但是IO多路復用程序會監聽多個socket，但是會將socket放到一個隊列中去處理，每次從隊列中取出一個socket給事件分派器，事件分派器把socket給對應的事件處理器。

⑥然后一個socket的事件處理完了之后，IO多路復用程序才會將隊列中的下一個socket給事件分派器。事件分派器會根據每個socket當前產生的事件，來選擇對應的事件處理器來處理。

（2）文件事件
①當socket變得可讀時(比如客戶端對redis執行write操作，或者close操作)，或者有新的可以應答的socket出現時(客戶端redis執行connect操作)，socket就會產生一個AE_READABLE事件。

②當socket變得可寫的時候(客戶端對redis執行read操作)，socket就會產生一個AE_WRITABLE事件。

③IO多路復用程序可以同時監聽AE_READABLE和AE_WRITABLE兩種事件，要是一個socket同時差生了這兩種事件，那么文件分配器優先處理AE_READABLE事件，然后才是AE_WRITABLE事件。

（3）文件事件處理器
如果是客戶端要連接redis，那么會為socket關聯連接應答處理器。
如果是客戶端要寫數據到redis，那么會為socket關聯命令請求處理器。
如果是客戶端要從redis讀數據，那么會為socket關聯命令回復處理器。

（4）客戶端與redis通信的一次流程
①在redis啟動初始化的時候，redis會將連接應答處理器跟AE_READABLE事件關聯起來，接著如果一個客戶端跟redis發起連接，此時redis會產生一個AE_READABLE事件，然后由連接應答處理器來處理跟客戶端建立連接，創建客戶端響應的socket，同時將這個socket的AE_READABLE事件跟命令請求處理器關聯起來。

②當客戶端向redis發起請求的時候(不管是讀請求還是寫請求，都一樣)，首先就會在socket產生一個AE_READABLE事件，然后由對應的命令請求處理器來處理。這個命令請求處理器就會從socket中讀取請求的相關數據，然后執行操作和處理。

③接著redis這邊準備好了給客戶端的響應數據之后，就會將socket的AE_WRITABLE事件跟命令回復處理器關聯起來，當客戶端這邊準備好讀取相應數據時，就會在socket上產生一個AE_WRITABLE事件，會由相應的命令回復處理器來處理，就是將準備好的響應數據寫入socket，供客戶端讀取。

④命令回復處理器寫完之后，就會刪除這個socket的AE_WRITABLE事件和命令回復處理器的關聯關系。

3.為什么單線程redis還可以支撐高并發？

（1）純內存操作。
（2）核心是基于非阻塞的IO多路復用機制
（3）單線程避免了多線程上下文切換的開銷。

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