Redis使用单进程单线程模型的优缺点

Redis使用单进程单线程模型的优缺点

Redis作为一款高性能的内存数据库，其采用的单进程单线程模型一直备受关注。这种设计模式虽然看似简单，但却能带来惊人的性能表现。本文将深入探讨Redis使用单进程单线程模型的优缺点，帮助读者更好地理解这一设计背后的原理和考量。

Redis采用的是基于内存的单进程单线程模型的KV数据库，由C语言编写。官方提供的数据是可以达到100000+的qps。这个数据不比采用单进程多线程的同样基于内存的KV数据库Memcached差。

Redis快速处理数据的原因

1. 完全基于内存

2. 数据结构简单，对数据操作也简单

3. 使用多路 I/O 复用模型

第一、二点不细讲，主要围绕第三点采用多路 I/O 复用技术来展开。

多路 I/O 复用模型是利用select、poll、epoll可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力，在空闲的时候，会把当前线程阻塞掉，当有一个或多个流有I/O事件时，就从阻塞态中唤醒，于是程序就会轮询一遍所有的流（epoll是只轮询那些真正发出了事件的流），并且只依次顺序的处理就绪的流，这种做法就避免了大量的无用操作。

这里“多路”指的是多个网络连接，“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求（尽量减少网络IO的时间消耗），且Redis在内存中操作数据的速度非常快（内存内的操作不会成为这里的性能瓶颈），主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。

和Memcached不同，Redis并没有直接使用Libevent，而是自己完成了一个非常轻量级的对select、epoll、evport、kqueue这些通用的接口的实现。在不同的系统调用选用适合的接口，linux下默认是epoll。因为Libevent比较重更通用代码量也就很庞大，拥有很多Redis用不上的功能，Redis为了追求“轻巧”并且去除依赖，就选择自己去封装了一套。

单进程单线程的好处

1. 代码更清晰，处理逻辑更简单
2. 不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗
3. 不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU性能

单进程单线程的弊端

1. 无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善

通过本文的介绍，相信读者对Redis使用单进程单线程模型的优缺点有了更深入的理解。这种设计模式虽然在某些方面存在局限性，但通过巧妙的技术实现和优化，Redis依然能够提供卓越的性能表现。