Redis的底层原理和单线程架构_redis多个请求单线程同时执行请求底层逻辑怎么处理的

Redis(C语言实现)

 

 底层为hashtable

    1.非关系型的键值对数据库，可以根据键以O(1)的时间复杂度取出或插入关联值
    2.Redis的数据是存在内存中的
    3.键值对中键的类型可以是字符串，整型，浮点型等，且键是唯一的，但是最终存储形式都会转换为string类型
    4.键值对中的值类型可以使string，hash，list，set，sorted set等
    5.Redis内置了复制，磁盘持久化，LUA脚本，事务，SSL，ACLs，客户端代理等功能
    6.通过Redis哨兵和自动分区提供高可用性

Redis执行步骤

步骤一：client通过网络向Redis发送一条命令

步骤二：由于Redis是单线程应用，可以把Redis想像成一个队列，client执行的所有命令都在排队等着server端执行

步骤三：Redis服务端按顺序执行命令

步骤四：server端把命令结果通过网络返回给client

 

  Redis使用了单线程架构和I/O多路复用模型来实现高性能的内存数据库服务

Redis为何采用单线程架构？

单线程和多线程的区别：

    （1）需要完成一个项目，一个人做的话需要10天。10个人同时做的话需要1天（简单理解单线程和多线程）

    （2）单线程就是每次只处理一条请求。多线程同时处理多条请求

   （3）单线程处理完所有任务耗时长，但是安全

   （4）多线程处理完所有任务耗时短，但是不安全。（也有可能耗时长，由于是同时进行，所以有可能争抢同一块资源，造成死循环）

   （5）单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗

    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，所有每一条到达服务端的命令不会立刻执行，所有的命令都会进入一个队列中，然后逐个被执行。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。

  （6）单线程可以简化数据结构和算法的实现。

 

Redis访问快的原因

    （1）单线程架构，避免了线程切换和竞态产生的消耗

   （2）将数据全部存储在内存中，内存访问快

    （3）非阻塞I/O，Redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现，再加上Redis自身的事件处理模型将epoll中的连接、读写、关闭都转换为事件，避免在网络I/O上浪费过多的时间

 

Redis的优势

• 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
• 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
• 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作合并后的原子性执行。（事务）
• 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性