Redis单线程原理
Redis是单进程单线程的，Redis利用队列技术将并发访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销。
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），即一个线程处理所有网络请求，其他模块仍用了多个线程。
Redis客户端对服务端的每次调用都经历了发送命令，执行命令，返回结果三个过程。其中执行命令阶段，由于Redis是单线程来处理命令的，所有到达服务端的命令都不会立刻执行，所有的命令都会进入一个队列中，然后逐个执行，并且多个客户端发送的命令的执行顺序是不确定的，但是可以确定的是不会有两条命令被同时执行，不会产生并发问题，这就是Redis的单线程基本模型。
Redis服务器通过socket（套接字）与客户端或其他Redis服务器进行连接，而文件事件就是服务器对socket操作的抽象。服务器与客户端或其他服务器的通信会产生相应的文件事件，而服务器通过监听并处理这些事件来完成一系列网络通信操作。
Redis基于Reactor模式开发了自己的网络事件处理器——文件事件处理器，文件事件处理器使用I/O多路复用程序来同时监听多个socket（I/O多路复用技术下面有介绍），并根据socket目前执行的任务来为socket关联不同的事件处理器。当被监听的socket准备好执行连接应答、读取、写入、关闭等操作时，与操作相对应的文件事件就会产生，这时文件事件处理器就会调用socket之前已关联好的事件处理器来处理这些事件。
文件事件处理器的构成：
注意：其中I/O多路复用程序通过队列向文件事件分派器传送socket
Redis是单线程的原因
1.官网
由于Redis是基于内存的操作，因此CPU并不是Redis的瓶颈。 Redis的瓶颈很可能是机器内存或网络带宽的大小。 既然单线程易于实现并且CPU不会成为瓶颈，那采用单线程解决方案是合乎逻辑的了。
2.性能指标
关于redis的性能，官方网站也有介绍，普通笔记本可以轻松地每秒处理数十万个请求。
3.详细原因
1）不需要各种锁的性能消耗
Redis的数据结构并非全都是简单的键值(Key-Value)，而是有复杂的结构，如列表(list)和哈希(hash)。 这些结构可以执行细粒度的操作，例如在长列表后面添加元素并将其添加到哈希(hash)或删除对象。
这些操作可能需要非常大量的锁，从而导致同步开销显着增加。 简而言之，在单线程的情况下，不需要考虑各种锁，没有锁释放操作，也没有由于可能的死锁而导致的性能消耗。
2）单线程多进程集群方案
单线程的功能实际上非常强大，每个内核的效率也很高。 与单线程相比，多线程自然可以具有更高的性能限制。 但是，在当今的计算环境中，甚至单机多线程限制通常也无法满足。需要进一步探索的是多服务器群集方案，并且这些方案中的多线程技术仍然是不可用的。
所以单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。
3）CPU消耗
单线程用于避免不必要的上下文切换和竞争条件，并且不存在消耗CPU的多进程或多线程切换。 但是，如果CPU成为Redis的瓶颈，或者不想让服务器的其他CPU内核闲置怎么办？ 您可以考虑几个Redis进程。 Redis是一个键值（key-value）数据库，而不是关系数据库，并且数据之间没有约束。 只要客户端能够区分哪个键位于哪个Redis进程上，就可以完成了。
Redis单线程的优劣势
单进程单线程优势
代码更清晰，处理逻辑也更简单。 无需考虑各种锁。 没有锁定释放操作。 由于可能存在死锁，因此不会降低性能。 没有由多进程或多线程消耗的CPU引起的切换
单进程单线程弊端
无法利用多核CPU的性能，但可以通过在单台计算机上打开多个Redis实例来提高性能；
IO多路复用技术
当有多个连接时，Redis使用网络IO多路复用技术来确保系统的高吞吐量。 多路复用是指多个socket连接，而多路复用是指对线程进行多路复用。
多路复用主要有三种技术：select，poll，epoll。epoll是目前最新的也是最好的多路复用技术了。
“多路复用”是指多个网络连接，“多路复用”是指多路复用同一线程。 使用多个I / O多路复用技术可以使单个线程有效地处理多个连接请求（最大程度地减少网络IO的时间消耗），并且Redis可以非常快速地操作内存中的数据（这里的内存操作不会成为性能瓶颈），以上两个 要点使Redis具有很高的吞吐量。
关于I/O多路复用(又被称为“事件驱动”)，首先要理解的是，操作系统为你提供了一个功能，当你的某个socket可读或者可写的时候，它可以给你一个通知。这样当配合非阻塞的socket使用时，只有当系统通知我哪个描述符可读了，我才去执行read操作，可以保证每次read都能读到有效数据而不做纯返回-1和EAGAIN的无用功，写操作类似。
操作系统的这个功能是通过select/poll/epoll/kqueue之类的系统调用函数来实现，这些函数都可以同时监视多个描述符的读写就绪状况，这样，多个描述符的I/O操作都能在一个线程内并发交替地顺序完成，这就叫I/O多路复用，这里的“多路”指的是多个网络连接，“复用”指的是复用同一个Redis处理线程。
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 I/O 的时间消耗），且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快，也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈，所有 Redis 具有很高的吞吐量。
Redis的单线程为什么这么快？
1.完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)；
2.数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的；
3.采用单线程，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；
4.使用多路I/O复用模型，非阻塞I/O；
5.Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求；
为什么不采用多进程或多线程处理？
1.多线程处理可能涉及到锁
2.多线程处理会涉及到线程切换而消耗CPU
单线程处理的缺点？
1.耗时的命令会导致并发的下降，不只是读并发，写并发也会下降
2.无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善
4、Redis不存在线程安全问题？
Redis采用了线程封闭的方式，把任务封闭在一个线程，自然避免了线程安全问题，不过对于需要依赖多个redis操作（即：多个Redis操作命令）的复合操作来说，依然需要锁，而且有可能是分布式锁。