redis單線程執行速度這么快的原因

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Redis之所以執行速度很快，主要依賴于以下幾個原因：

(一)純內存操作，避免大量訪問數據庫，減少直接讀取磁盤數據，redis將數據儲存在內存里面，讀寫數據的時候都不會受到硬盤 I/O 速度的限制，所以速度快；

(二)單線程操作，避免了不必要的上下文切換和競爭條件，也不存在多進程或者多線程導致的切換而消耗CPU，不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死鎖而導致的性能消耗；

(三)采用了非阻塞I/O多路復用機制

多路復用原理：

用戶首先將需要進行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系統調用返回。當數據到達時，socket被激活，select函數返回。用戶線程正式發起read請求，讀取數據并繼續執行。這樣用戶可以注冊多個socket，然后不斷地調用select讀取被激活的socket，redis服務端將這些socke置于隊列中，然后，文件事件分派器，依次去隊列中取，轉發到不同的事件處理器中，提高讀取效率。

采用多路 I/O 復用技術可以讓單個線程高效的處理多個連接請求（盡量減少網絡 IO 的時間消耗），多路I/O復用模型是利用 select、poll、epoll 可以同時監察多個流的 I/O 事件的能力，在空閑的時候，會把當前線程阻塞掉，當有一個或多個流有 I/O 事件時，就從阻塞態中喚醒，于是程序就會輪詢一遍所有的流（epoll 是只輪詢那些真正發出了事件的流），并且只依次順序的處理就緒的流，這種做法就避免了大量的無用操作，從而提高效率。

（四）靈活多樣的數據結構。

redis內部使用一個redisObject對象來表示所有的key和value。redisObject主要的信息包括數據類型、編碼方式、數據指針、虛擬內存等。它包含String，Hash，List，Set，Sorted Set五種數據類型，針對不同的場景使用對應的數據類型，減少內存使用的同時，節省網絡流量傳輸。

（五）持久化

由于redis的數據都存放在內存中，如果沒有配置持久化，redis重啟后數據就全丟失了，于是需要開啟redis的持久化功能，將數據保存到磁盤上，當redis重啟后，可以從磁盤中恢復數據。redis提供兩種方式進行持久化，一種是RDB持久化（原理是將redis在內存中的數據庫記錄定時 dump到磁盤上的RDB持久化），另外一種是AOF（append only file）持久化（原理是將redis的操作日志以追加的方式寫入文件）。持久化似乎和redis的速度快并沒有直接關系，但是這保證的redis數據的安全性和可靠性，也起到數據備份的作用。

（六）總結

試想單線程是否就無法發揮多核CPU 性能，其實不然，我們可以通過在單機開多個redis實例來完善。單一線程只能用到一個CPU核心，所以可以在同一個多核的服務器中，啟動多個實例，組成master-master或者master-slave的形式，耗時的讀命令可以完全在slave進行，充分發揮redis的作用。

單線程指的是網絡請求模塊使用了一個線程（所以不需考慮并發安全性），其他模塊也會用到多個線程，使用redis的過程中充分發揮其優勢，避免一些不當操作，導致性能下降。

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