Redis基礎知識(學習筆記6--執行緒IO模型)

东山絮柳仔發表於2024-06-22

Redis處理客戶端請求所採用的處理結構,稱為Redis的IO模型。不同版本的Redis採用的IO模型是不同的。

單執行緒模型

Redis 3.0 及 以前的版本,Redis IO模型採用的是純粹的單執行緒模型,即所有的客戶端請求全部有一個執行緒處理。

混合執行緒模型

從Redis 4.0 版本開始,Redis 中就開始加入了多執行緒元素,處理客戶端請求的仍是單執行緒模型,但對於一些比較耗時但有不影響客戶端響應的操作,交由後臺其它執行緒處理。例如,持久化、對AOF的rewrite、對失效連線的清理等。

多執行緒模型

Redis 從6.0 版本開始,支援了多執行緒模型;之前版本採用的是單執行緒模型。

第一部分 單執行緒模型

1.1 單執行緒模型示意圖

1.2 優、缺點

優點:

可維護性高-- 不存在併發讀寫的情況、無執行緒切換的問題與開銷;沒有執行順序不確定性問題,不存在 加鎖、釋放鎖、死鎖等問題。

缺點

效能有些影響,資源浪費(單執行緒只能使用一個處理器)。

1.3 多路複用(事件輪詢)

Redis的單執行緒模型採用了多路複用技術。

多路複用技術的多路選擇演算法常見的有三種:select模型、poll模型、epoll模型。

select模型的選擇演算法:最簡單的事件輪詢。輸入是讀寫描述符列表read_fds & write_fds, 輸出是與之對應的可讀可寫事件。同時還提供了一個timeout引數,如果沒有任何事件到來,那麼就最多等待timeout的值的時間,執行緒處於阻塞狀態。一旦期間有任何事件的到來,那麼就立即返回。時間過了之後,還是沒有任何事件到來,也會立即返回。每個客戶端套接字socket都有對應的讀寫檔案描述符。

poll模型的選擇演算法:採用的是輪詢演算法。該模型的缺點是對客戶端(scoket連線)處理有延遲。

epoll模型的選擇演算法:採用的是回撥方式。

現在作業系統的多路複用已經不再使用select模型,而是使用epool(linux)。(select 的缺點:呼叫的效能在描述符多的情況下,會變得很差。)

第二部分 多執行緒

2.1 多執行緒模型示意圖

多執行緒IO模型中的”多執行緒“,僅用於接受、解析客戶端的請求,而後寫入到任務佇列。而對具體任務(命令)的處理,仍是由主執行緒處理。這樣做使得使用者無需考慮執行緒安全問題,無需考慮事務控制,無需考慮像LPUSH 、LPOP等命令的執行順序。

【注意:並非是一個真正意義上的”多執行緒“,因為真正處理”任務“的執行緒仍是單執行緒。】

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