Redis网络模型与通信协议

Redis网络模型与通信协议

网络模型

Redis到底是单线程还是多线程？

  • 如果仅仅聊Redis的核心业务部分（命令处理），答案是单线程

  • 如果是聊整个Redis，那么答案就是多线程

在Redis版本迭代过程中，在两个重要的时间节点上引入了多线程的支持：

  • Redis v4.0：引入多线程异步处理一些耗时较旧的任务，例如异步删除命令unlink

  • Redis v6.0：在核心网络模型中引入多线程，进一步提高对于多核CPU的利用率

因此，对于Redis的核心网络模型，在Redis 6.0之前确实都是单线程，是利用epoll这样的IO多路复用技术在事件循环中不断处理客户端情况。

为什么Redis要选择单线程？

  • 抛开持久化不谈，Redis是纯内存操作，执行速度非常快，它的性能瓶颈是网络延迟而不是执行速度，因此多线程并不会带来巨大的性能提升。
  • 多线程会导致过多的上下文切换，带来不必要的开销。
  • 引入多线程会面临线程安全问题，必然要引入线程锁这样的安全手段，实现复杂度增高，而且性能也会大打折扣。

Redis通过IO多路复用来提高网络性能，并且支持各种不同的多路复用实现，并且将这些实现进行封装，提供了统一的高性能事件库API库 AE：

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Redis单线程网络模型的流程：

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Redis多线程网络模型的流程：

Redis网络模型整体就是一个IO多路复用+事件派发的结构，通过epoll_create创建一个epoll对象(包含监听FD的红黑树和就绪FD链表)，将ServerSocket的FP通过epoll_ctl注册到epoll对象上监听读事件，然后调用epoll_wait等待就绪FD列表，在遍历就绪FD列表中1.如果发现FD是ServerSocket则派发给连接应答处理器tcpAcceptHandler(调用accept函数获得客户端socket并注册到epoll对象上监听读事件)，2.如果发现是ClientSocket则根据事件类型派发：2.1读事件则派发给命令请求处理器readQueryFromClient，完成请求数据的解析和命令处理；2.2写事件则派发给命令回复处理器sendReplyToClient完成响应数据的写回。

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通信协议

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