【后端面经】【缓存】36|Redis 单线程:为什么 Redis 用单线程而 Memcached 用多线程?

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云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
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简介: 【5月更文挑战第17天】Redis常被称为单线程,但实际上其在处理命令时采用单线程,但在6.0后IO变为多线程。持久化和数据同步等任务由额外线程处理,因此严格来说Redis是多线程的。面试时需理解Redis的IO模型,如epoll和Reactor模式,以及其内存操作带来的高性能。Redis使用epoll进行高效文件描述符管理,实现高性能的网络IO。在讨论Redis与Memcached的线程模型差异时,应强调Redis的单线程模型如何通过内存操作和高效IO实现高性能。

今天来探究下Redis高性能的原因。

Redis是单线程的含义

在学习Redis的时候肯定听说过一句话:Redis是单线程的。实际上,Redis并不是单线程的。业界说Redis是单线程的,是指它在处理命令的时候,是单线程的。在Redis6.0之前,Redis的IO也是单线程的,但是在6.0之后也改成了多线程。

但是其他部分,比如说持久化、数据同步之类的功能,都是由别的线程来完成的。因此严格来说,Redis其实是多线程的。

面试准备

这一部分的面试内容基本上是纯理论的,所以需要做几件事情。

  • 了解你使用的其他中间件,在IO上是否使用了epoll,以及是否使用了Reactor模式。

  • 了解公司有没有使用Redis的多线程,如果用了,那么弄清楚最开始的决策理由及相比单线程性能究竟提升了多少

  • 了解清楚你使用的Redis的性能瓶颈

如果你用的 Redis 真的启用了多线程模式,你就可以将这一点纳入到你的性能优化方案中。有关 Redis 的线程模型面试是纯理论面试,所以你需要记忆的东西很多。有时间的话可以把 Redis 的源码下载下来,看看和网络 IO 处理有关的部分,加深印象。

当你和面试官聊到了这些话题的时候,你就可以用这节课的知识来回答。

  • 网络 IO 问题。

  • 其他也用 epoll 的中间件。

  • 多线程的 Memcache,Memcache 用了多线程,但是 Redis 用了单线程。

  • Redis 的性能问题。

面试思路

一般来说,面试官都会问你“为什么Redis是单线程的,但是又能做到高性能?” 很多人都会下意识地回答:“因为Redis是完全内存操作的。” 这个理由很关键,但是并不是面试官想要的答案,他希望你回答得是Redis得IO模型。

所以要回答这个问题,首先要澄清Redis单线程得含义。

我们通常说的Redis单线程,其实是指处理命令得时候Redis是单线程得。但是Redis的其他部分,比如持久化其实是另外的线程在处理。因此本质上,Redis是多线程的。特别是Redis在6.0之后,连IO模型都改成了多线程的模型,进一步发挥了多核CPU的优势。

首先你先点明两个关键点:内存操作和高效IO模型

Redis的高性能源自两方面,一方面是Redis处理命令的时候,都是纯内存操作;另一方面,在Linux上Redis采用了epoll和Reactor结合的IO模型,非常高效。

这个时候他肯定就会问你,什么是 epoll,什么是 Reactor 模式。

epoll模型

简单来说就是epoll会帮你管着一大堆的套接字。每次你需要做啥的时候,就问问哪些套接字可用。读数据,就是找出那些已经收到了数据的套接字;写数据,就是找出那些可以写入数据的套接字。

而在Linux系统里,套接字就是一个普通的文件描述符,因此epoll本质上管着一堆文件描述符。
2024-05-19-20-48-36-image.png

epoll = CURD文件描述符

Redis使用的是epoll来处理IO。在Linux里面,万物都是文件,和网络IO有关的套接字也是文件。所以epoll要做的事情,就是管理这些文件描述符。或是用一句话来描述:epoll就是增删改查文件描述符。

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