Detaillierte Erläuterung der Gründe, warum Redis Single-Threaded ist, und der drei Hauptgründe für hohe Parallelität und Geschwindigkeit

Die folgende Kolumne des Redis-Tutorials stellt Ihnen die Gründe vor, warum Redis Single-Threaded ist, und die drei Hauptgründe für hohe Parallelität und hohe Geschwindigkeit. Ich hoffe, dass es für Freunde in Not hilfreich sein wird!

Redis Die Gründe für hohe Parallelität und Geschwindigkeit

1.Redis basieren auf dem Speicher, und die Speicher- und Schreibgeschwindigkeit ist sehr schnell; .redis ist ein einzelner Thread, der beim Kontextwechsel von Threads viel Zeit spart.
3 Redis verwendet Multiplexing-Technologie, um gleichzeitige Verbindungen zu verarbeiten. Die interne Implementierung nicht blockierender E/A verwendet Epoll und verwendet ein einfaches Ereignis-Framework, das von Epoll+ selbst implementiert wird. Lesen, Schreiben, Schließen und Verbinden in Epoll werden alle in Ereignisse umgewandelt und dann die Multiplexing-Funktion von Epoll verwendet, um keine Zeit mit io zu verschwenden.

Im Folgenden konzentrieren wir uns auf die Gründe, warum Single-Threaded-Design und IO-Multiplexing-Core-Design schnell sind.

Warum ist Redis Single-Threaded? 1. Offizielle Antwort: Da Redis ein speicherbasierter Vorgang ist, ist die CPU nicht der Engpass von Redis Netzwerkbandbreite. Da Single-Threading einfach zu implementieren ist und die CPU nicht zum Engpass wird, ist es logisch, eine Single-Thread-Lösung zu übernehmen. 2. Leistungsindikatoren In Bezug auf die Leistung von Redis kann ein gewöhnliches Notebook problemlos Hunderttausende Anfragen pro Sekunde verarbeiten.

3. Detaillierte Gründe

1) Es besteht keine Notwendigkeit für den Leistungsverbrauch verschiedener Sperren
Die Datenstrukturen von Redis sind nicht nur einfache Schlüsselwerte, sondern auch komplexe Strukturen wie Listen und Hashes. Körnige Vorgänge, wie das Hinzufügen eines Elements am Ende einer langen Liste oder das Hinzufügen oder Löschen eines Objekts aus einem Hash. Für diese Vorgänge müssen möglicherweise viele Sperren hinzugefügt werden, was zu einem erheblich erhöhten Synchronisierungsaufwand führt.
Kurz gesagt, im Fall eines einzelnen Threads besteht keine Notwendigkeit, verschiedene Sperrprobleme zu berücksichtigen. Es gibt keine Sperr- und Freigabevorgänge und es gibt keinen Leistungsverbrauch durch mögliche Deadlocks.
2) Single-Threaded-Multiprozess-Clusterlösung
Die Leistung von Single-Threading ist tatsächlich sehr leistungsstark und die Effizienz jedes Kerns ist natürlich auch sehr hoch. Multi-Threading kann natürlich eine höhere Leistungsgrenze haben als Single-Threading In der heutigen Computerumgebung kann selbst die Obergrenze des Single-Machine-Multithreadings die Anforderungen oft nicht erfüllen. Multi-Server-Clustering-Lösungen sind in diesen Lösungen immer noch nicht verfügbar.
Ein Single-Thread-Multiprozess-Cluster ist also eine modische Lösung.
3) CPU-Verbrauch
Verwendung eines einzelnen Threads, Vermeidung unnötiger Kontextwechsel und Race-Bedingungen, und es gibt keinen CPU-Verbrauch aufgrund von Umschaltungen, die durch Multiprozess oder Multithreading verursacht werden.
Was aber, wenn die CPU zum Flaschenhals von Redis wird oder Sie nicht möchten, dass andere CPU-Kerne des Servers im Leerlauf sind?
Sie können erwägen, mehrere weitere Redis-Prozesse zu starten. Redis ist eine Schlüsselwertdatenbank, keine relationale Datenbank, und es gibt keine Einschränkungen zwischen den Daten. Solange der Client weiß, welche Schlüssel in welchem ​​Redis-Prozess abgelegt werden, ist alles in Ordnung.


Vor- und Nachteile von Redis Single Thread


Vorteile von Single Process und Single Thread

Der Code ist klarer und die Verarbeitungslogik ist einfacher

Es besteht keine Notwendigkeit, verschiedene Sperrprobleme zu berücksichtigen, es gibt keine Sperr- und Freigabevorgänge für Sperren , und es besteht keine Möglichkeit eines Deadlocks. Der daraus resultierende LeistungsverbrauchEs gibt keinen CPU-Verbrauch aufgrund von Umschaltungen, die durch Multiprozesse oder Multithreads verursacht werdenDie Nachteile von Einzelprozessen und Einzelthreads

Es kann der Multi-Core-CPU nicht die volle Leistung gegeben werden Die Leistung kann jedoch verbessert werden, indem mehrere Redis-Instanzen auf einer einzelnen Maschine geöffnet werden.

Mehrkanal – bezieht sich auf mehrere Socket-Verbindungen, Wiederverwendung – bezieht sich auf die Wiederverwendung eines Threads. Es gibt drei Hauptmultiplextechnologien: Select, Poll und Epoll. epoll ist die neueste und beste verfügbare Multiplexing-Technologie.
Hier bezieht sich „mehrfach“ auf mehrere Netzwerkverbindungen und „Wiederverwendung“ auf die Wiederverwendung desselben Threads. Durch die Verwendung der Mehrkanal-E/A-Multiplexing-Technologie kann ein einzelner Thread mehrere Verbindungsanforderungen effizient verarbeiten (wodurch der Zeitaufwand für Netzwerk-E/A minimiert wird), und Redis verarbeitet Daten im Speicher sehr schnell (In-Memory-Vorgänge werden hier kein Problem darstellen). ). Leistungsengpass), die beiden oben genannten Punkte tragen hauptsächlich zum hohen Durchsatz von Redis bei.

Redis-Schnellzusammenfassung mit hoher Parallelität

1. Redis ist eine reine Speicherdatenbank, bei der es sich im Allgemeinen um einen einfachen Zugriff handelt. Threads nehmen viel Zeit in Anspruch, und die aufgewendete Zeit konzentriert sich hauptsächlich auf E/A, sodass die Lesegeschwindigkeit hoch ist .
2. Redis verwendet nicht blockierendes IO, IO-Multiplexing und wandelt das Öffnen, Schließen, Lesen und Schreiben der Datenbank in Ereignisse um, wodurch die Thread-Zeit verkürzt wird Kontextwechsel und Konflikt.
3. Redis verwendet ein Single-Thread-Modell, das die Atomizität jeder Operation gewährleistet und den Thread-Kontextwechsel und die Konkurrenz reduziert.
4. Darüber hinaus verwendet Redis durchgehend eine Hash-Struktur, die eine schnelle Lesegeschwindigkeit bietet. Es gibt auch einige spezielle Datenstrukturen, die die Datenspeicherung optimieren, z. B. Komprimierungstabellen zum Komprimieren und Speichern kurzer Daten Überspringt Tabellen und verwendet geordnete Datenstrukturen, um das Lesen zu beschleunigen.
5. Ein weiterer Punkt ist, dass Redis einen eigenen Ereignisseparator verwendet, der intern eine nicht blockierende Ausführungsmethode verwendet und eine relativ große Durchsatzkapazität aufweist.

Das Obige ist eine detaillierte Erklärung der hohen Parallelität und Geschwindigkeit von Redis.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDetaillierte Erläuterung der Gründe, warum Redis Single-Threaded ist, und der drei Hauptgründe für hohe Parallelität und Geschwindigkeit. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!