Explication détaillée des raisons pour lesquelles Redis est monothread et des trois principales raisons d'une concurrence et d'une vitesse élevées

La colonne suivante du Tutoriel Redis vous présentera les raisons pour lesquelles Redis est monothread et les trois principales raisons d'une concurrence élevée et d'une vitesse rapide, j'espère que ce sera le cas. utile aux amis dans le besoin !

RedisLes raisons de la simultanéité et de la vitesse élevées

1.redis est basé sur la mémoire, et la vitesse de lecture et d'écriture de la mémoire est très rapide ;
2.redis est monothread , éliminant le besoin de beaucoup de temps de changement de contexte ;
3. redis utilise la technologie de multiplexage et peut gérer les connexions simultanées. L'implémentation interne des E/S non bloquantes utilise epoll, en utilisant un cadre d'événements simple implémenté par epoll+ lui-même. La lecture, l'écriture, la fermeture et la connexion dans epoll sont toutes converties en événements, puis utilisez la fonction de multiplexage d'epoll pour ne jamais perdre de temps sur io.

Ce qui suit se concentre sur les raisons pour lesquelles la conception à thread unique et la conception du noyau de multiplexage IO sont rapides.

Pourquoi Redis est-il monothread ?

1. Réponse officielle
Parce que Redis est une opération basée sur la mémoire, le CPU n'est pas le goulot d'étranglement de Redis. Il peut s'agir de la taille de la mémoire de la machine ou de la bande passante du réseau. Étant donné que le monothreading est facile à mettre en œuvre et que le processeur ne deviendra pas un goulot d'étranglement, il est logique d'adopter une solution monothread.
2. Indicateurs de performances
Concernant les performances de redis, le site officiel est également disponible. Un notebook ordinaire peut facilement gérer des centaines de milliers de requêtes par seconde.
3. Raisons détaillées
1) Il n'est pas nécessaire de consommer les performances de divers verrous
Les structures de données de Redis ne sont pas toutes de simples valeurs-clés, mais aussi des structures complexes telles que des listes et des hachages. Il effectuera des opérations très fines, telles que l'ajout d'un élément à la fin d'une longue liste, l'ajout ou la suppression d'un objet du hachage. Ces opérations peuvent nécessiter l'ajout d'un grand nombre de verrous, ce qui entraîne une surcharge de synchronisation considérablement accrue.
En bref, dans le cas d'un seul thread, il n'est pas nécessaire de prendre en compte divers problèmes de verrouillage. Il n'y a pas d'opérations de verrouillage et de libération du verrouillage, et il n'y a pas de consommation de performances causée par d'éventuels blocages.
2) Solution de cluster multi-processus monothread
La puissance du monothread est en fait très puissante, et l'efficacité de chaque cœur est également très élevée. Le multithread peut naturellement avoir une limite de performances plus élevée que le simple. -threading, mais dans l'environnement informatique d'aujourd'hui, même la limite supérieure du multi-threading sur une seule machine ne peut souvent pas répondre aux besoins. Ce qui doit être exploré davantage, ce sont les solutions de clustering multi-serveurs dans ces solutions. pas disponible.
Un cluster multi-processus monothread est donc une solution à la mode.
3) Consommation du processeur
Utilise un seul thread pour éviter les changements de contexte inutiles et les conditions de concurrence, et il n'y a pas de consommation de processeur en raison de la commutation causée par le multi-processus ou le multi-threading.
Mais que se passe-t-il si le processeur devient le goulot d'étranglement de Redis ou si vous ne voulez pas que les autres cœurs de processeur du serveur soient inactifs ?
Vous pouvez envisager de configurer plusieurs processus Redis supplémentaires. Redis est une base de données clé-valeur, pas une base de données relationnelle, et il n'y a aucune contrainte entre les données. Tant que le client sait quelles clés sont placées dans quel processus Redis, tout ira bien.

Avantages et inconvénients du thread unique Redis

Avantages du processus unique et du thread unique

Le code est plus clair et la logique de traitement est plus simple
Pas besoin pour considérer différents verrous Problème, il n'y a pas d'opérations de verrouillage et de libération, et il n'y a pas de consommation de performances causée par d'éventuels blocages
Il n'y a pas de consommation de CPU causée par la commutation entre plusieurs processus ou multi-threads
Les inconvénients d'un seul processus et un seul thread
Ne peut pas être utilisé Les performances du processeur multicœur peuvent être améliorées en ouvrant plusieurs instances Redis sur une seule machine
Technologie de multiplexage IO
redis utilise la technologie de multiplexage IO réseau pour garantir un débit élevé du système lorsque ; il y a plusieurs connexions.
Multicanal - fait référence à plusieurs connexions socket, multiplexage - fait référence à la réutilisation d'un seul thread. Il existe trois principales technologies de multiplexage : select, poll et epoll. epoll est la dernière et la meilleure technologie de multiplexage disponible.
Ici, « multiple » fait référence à plusieurs connexions réseau et « réutilisation » fait référence à la réutilisation du même fil. L'utilisation de la technologie de multiplexage d'E/S multicanal permet à un seul thread de gérer efficacement plusieurs demandes de connexion (minimisant la consommation de temps des E/S réseau), et Redis exploite les données en mémoire très rapidement (les opérations en mémoire ne deviendront pas un problème ici ). Goulot d'étranglement des performances), les deux points ci-dessus contribuent principalement au débit élevé de Redis.

Résumé rapide de Redis à haute concurrence

1. Redis est une base de données à mémoire pure, qui est généralement une simple opération d'accès. Les threads prennent beaucoup de temps et le temps passé. est principalement concentré sur les IO, donc la vitesse de lecture est rapide.
2. Parlons à nouveau d'IO. Redis utilise des IO et un multiplexage IO non bloquants. Il utilise un seul thread pour interroger le descripteur et convertit l'ouverture, la fermeture, la lecture et l'écriture de la base de données en événements, réduisant ainsi son élimination. changement de contexte et concurrence lors du changement de thread.
3. Redis adopte un modèle monothread, qui garantit l'atomicité de chaque opération et réduit le changement de contexte de thread et la concurrence.
4. De plus, la structure des données est également très utile. Redis utilise une structure de hachage tout au long du processus, qui a une vitesse de lecture rapide. Il existe également des structures de données spéciales qui optimisent le stockage des données, telles que des tables compressées et des données courtes. Le stockage compressé, un autre exemple, saute des tables, utilise des structures de données ordonnées pour accélérer la lecture.
5. Un autre point est que Redis utilise son propre séparateur d'événements, qui est relativement efficace, il utilise une méthode d'exécution non bloquante en interne et a une capacité de débit relativement importante.

Ce qui précède est une explication détaillée de la concurrence et de la vitesse élevées de Redis.

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