Redis線程模型

redis 內部使用文件事件處理器 file event handler,這個文件事件處理器是單線程的,所以 redis 才叫做單線程的模型。
它採用 IO 多路複用機制同時監聽多個 socket,根據 socket 上的事件來選擇對應的事件處理器進行處理。

文件事件處理器的結構包含 4 個部分:

  • 多個 socket
  • IO 多路複用程序
  • 文件事件分派器
  • 事件處理器(包括:連接應答處理器、命令請求處理器、命令回覆處理器)

多個 socket 可能會併發產生不同的操作,每個操作對應不同的文件事件,但是 IO 多路複用 程序會監聽多個 socket,會將 socket 產生的事件放入隊列中排隊,事件分派器每次從隊列中取出一個事件,把該事件交給對應的事件處理器進行處理。

來看客戶端與 redis 的一次通信過程:


  1. 客戶端 socket01 向 redis 的 server socket 請求建立連接,此時 server socket 會產生一個 AE_READABLE 事件,IO 多路複用程序監聽到 server socket 產生的事件後,將該事件壓入隊列中。文件事件分派器從隊列中獲取該事件,交給連接應答處理器。連接應答處理器會創建一個能與客戶端通信的 socket01,並將該 socket01 的 AE_READABLE 事件與命令請求處理器關聯。

  2. 假設此時客戶端發送了一個 set key value 請求,此時 redis 中的 socket01 會產生 AE_READABLE 事件,IO 多路複用程序將事件壓入隊列,此時事件分派器從隊列中獲取到該事件,由於前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已經與命令請求處理器關聯,因此事件分派器將事件交給命令請求處理器來處理。命令請求處理器讀取 socket01 的 key value 並在自己內存中完成 key value 的設置。操作完成後,它會將 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回覆處理器關聯。

  3. 如果此時客戶端準備好接收返回結果了,那麼 redis 中的 socket01 會產生一個 AE_WRITABLE 事件,同樣壓入隊列中,事件分派器找到相關聯的命令回覆處理器,由命令回覆處理器對 socket01 輸入本次操作的一個結果,比如 ok,之後解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回覆處理器的關聯。

這樣便完成了一次通信。

爲啥 redis 單線程模型也能效率這麼高?

  • 純內存操作
  • 核心是基於非阻塞的 IO 多路複用機制
  • 單線程反而避免了多線程的頻繁上下文切換問題
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