Warum ist Redis Single Thread schnell?

Der Grund, warum Redis sehr schnell ausgeführt wird, hängt hauptsächlich von den folgenden Gründen ab:

(1) Reiner Speicherbetrieb, Vermeidung massiver Zugriffe auf die Datenbank und Reduzierung direkter Lesevorgänge auf der Festplatte Daten: Redis speichert Daten im Speicher und ist nicht durch die E/A-Geschwindigkeit der Festplatte begrenzt, sodass die Geschwindigkeit hoch ist Es gibt keine Kontextumschaltung und Konkurrenzbedingungen, und es gibt keinen CPU-Verbrauch aufgrund von Umschaltungen, die durch Multiprozess oder Multithreading verursacht werden. Es besteht keine Notwendigkeit, verschiedene Sperrenprobleme zu berücksichtigen. Es gibt keine Sperr- und Freigabevorgänge und es gibt keine Leistung Verbrauch durch mögliche Deadlocks;

(3) Es wird ein nicht blockierender E/A-Multiplexmechanismus übernommen

Multiplexprinzip:

Benutzer Fügen Sie zuerst den Socket, der E/A-Vorgänge erfordert, zur Auswahl hinzu, blockieren Sie ihn und warten Sie, bis der ausgewählte Systemaufruf zurückkehrt. Wenn Daten eintreffen, wird der Socket aktiviert und die Auswahlfunktion kehrt zurück. Der Benutzerthread initiiert offiziell eine Leseanforderung, liest die Daten und setzt die Ausführung fort. Auf diese Weise können Benutzer mehrere Sockets registrieren und dann kontinuierlich select aufrufen, um die aktivierten Sockets zu lesen. Anschließend stellt der Redis-Server diese Sockets der Reihe nach in die Warteschlange und leitet sie an verschiedene Ereignisverarbeitungen weiter im Prozessor, um die Leseeffizienz zu verbessern.

Die Verwendung der Mehrkanal-E/A-Multiplexing-Technologie ermöglicht es einem einzelnen Thread, mehrere Verbindungsanfragen effizient zu verarbeiten (wodurch der Zeitaufwand für Netzwerk-E/A minimiert wird). select, poll und epoll haben die Möglichkeit, E/A-Ereignisse mehrerer Streams gleichzeitig zu überwachen. Im Leerlauf wird der aktuelle Thread blockiert blockierter Zustand, sodass das Programm alle Streams abfragt (epoll fragt nur die Streams ab, die tatsächlich Ereignisse ausgeben) und verarbeitet nur die bereiten Streams nacheinander. Dadurch wird eine große Anzahl nutzloser Vorgänge vermieden.

(4) Flexible und vielfältige Datenstrukturen.

Redis verwendet intern ein redisObject-Objekt, um alle Schlüssel und Werte darzustellen. Zu den Hauptinformationen von redisObject gehören Datentyp, Codierungsmethode, Datenzeiger, virtueller Speicher usw. Es enthält fünf Datentypen: String, Hash, List, Set und Sorted Set. Entsprechende Datentypen werden für verschiedene Szenarien verwendet, was nicht nur die Speichernutzung reduziert, sondern auch die Übertragung des Netzwerkverkehrs spart.

(5) Persistenz

Da Redis-Daten im Speicher gespeichert werden und die Persistenz nicht konfiguriert ist, gehen nach dem Neustart von Redis alle Daten verloren. Daher muss die Persistenzfunktion von Redis aktiviert werden Speichern Sie die Daten auf der Festplatte. Wenn Redis neu gestartet wird, können die Daten von der Festplatte wiederhergestellt werden. Redis bietet zwei Methoden für die Persistenz: Eine ist die RDB-Persistenz (das Prinzip besteht darin, die Datenbankdatensätze von Redis im Speicher regelmäßig in die RDB-Persistenz auf der Festplatte zu übertragen) und die andere ist die AOF-Persistenz (nur Datei anhängen) (Das Prinzip besteht darin, die zu schreiben Redis-Vorgangsprotokoll an die Datei anhängen). Persistenz scheint nicht direkt mit der Geschwindigkeit von Redis zusammenzuhängen, gewährleistet aber die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Redis-Daten und spielt auch eine Rolle bei der Datensicherung.

(6) Zusammenfassung

Stellen Sie sich vor, dass ein einzelner Thread die Leistung einer Multi-Core-CPU nicht erreichen kann. Wir können dies nicht tun, indem wir mehrere Redis-Instanzen öffnen eine einzelne Maschine. Ein einzelner Thread kann nur einen CPU-Kern verwenden, sodass mehrere Instanzen auf demselben Multi-Core-Server gestartet werden können, um einen Master-Master oder Master-Slave zu bilden. Zeitaufwändige Lesebefehle können vollständig auf dem Slave ausgeführt werden, sodass volles Spiel gewährleistet ist um die Rolle neu zu definieren.

Einzelner Thread bedeutet, dass das Netzwerkanforderungsmodul einen Thread verwendet (daher besteht keine Notwendigkeit, die Parallelitätssicherheit zu berücksichtigen. Andere Module nutzen auch mehrere Threads, wenn sie Redis verwenden, und vermeiden Sie einige Unsachgemäße.) Der Betrieb kann zu Leistungseinbußen führen.

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