redis单线程快的原因和原理

Redis之所以执行速度很快，主要依赖于以下几个原因：

(一)纯内存操作，避免大量访问数据库，减少直接读取磁盘数据，redis 将数据储存在内存里面，读写数据的时候都不会受到硬盘 I/O 速度的限制，所以速度快；

(二)单线程操作，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，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；

(三)采用了非阻塞I/O多路复用机制

多路复用原理：

用户首先将需要进行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系统调用返回。当数据到达时，socket被激活，select函数返回。用户线程正式发起read请求，读取数据并继续执行。这样用户可以注册多个socket，然后不断地调用select读取被激活的socket，redis服务端将这些socke置于队列中，然后，文件事件分派器，依次去队列中取，转发到不同的事件处理器中，提高读取效率。

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），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，从而提高效率。

（四）灵活多样的数据结构。

redis内部使用一个redisObject对象来表示所有的key和value。redisObject主要的信息包括数据类型、编码方式、数据指针、虚拟内存等。它包含String，Hash，List，Set，Sorted Set五种数据类型，针对不同的场景使用对应的数据类型，减少内存使用的同时，节省网络流量传输。

（五）持久化

由于redis的数据都存放在内存中，如果没有配置持久化，redis重启后数据就全丢失了，于是需要开启redis的持久化功能，将数据保存到磁盘上，当redis重启后，可以从磁盘中恢复数据。redis提供两种方式进行持久化，一种是RDB持久化（原理是将redis在内存中的数据库记录定时 dump到磁盘上的RDB持久化），另外一种是AOF（append only file）持久化（原理是将redis的操作日志以追加的方式写入文件）。持久化似乎和redis的速度快并没有直接关系，但是这保证的redis数据的安全性和可靠性，也起到数据备份的作用。

（六）总结

试想单线程是否就无法发挥多核CPU 性能，其实不然，我们可以通过在单机开多个redis实例来完善。单一线程只能用到一个CPU核心，所以可以在同一个多核的服务器中，启动多个实例，组成master-master或者master-slave的形式，耗时的读命令可以完全在slave进行，充分发挥redis的作用。

单线程指的是网络请求模块使用了一个线程（所以不需考虑并发安全性），其他模块也会用到多个线程，使用redis的过程中充分发挥其优势，避免一些不当操作，导致性能下降。

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