你知道 Redis 为什么要设计成单线程吗

前言

说到 Redis 的特点，很容易想到的就是属于 Nosql，速度快。再说到 Redis 为什么速度快，你头脑中第一闪过的可能就是说 Redis 基于内存、单线程执行了。

基于内存这点不用过多解释，Redis 将数据存在内存中，没有了磁盘 I/O 过程。但要说到单线程为什么快，不熟悉的人可能说不清楚。接下来就说说单线程的 Redis 为什么快，开发者是怎么设计的呢。

Redis 只有单线程吗？

说到 Redis 是单线程的，意思是 Redis 只有单线程吗？显然不是，我们所说的单线程，指的是 Redis 处理网络 IO 及其使用最多的 Redis 数据读写都是由单线程来完成的，而 Redis 其他的功能如数据的持久化、主从数据同步等，都是由其他的线程来执行的。

Redis 主要功能为什么要用单线程呢？按理来说多线程不应该更快嘛，这就需要知道多线程的开销问题。

多线程的开销

多线程如果能合理的进行资源分配，确实可以增加响应的吞吐。但是，如果没有协调好硬件资源，就可能出现事倍功半的结果。

因为在系统中经常有被很多线程同时访问的资源，多线程要访问这个资源，为了保证数据的准确性，就得用别的方法比如锁机制来控制。这样一来多线程的优势就没了，所以，Redis 就直接采用了单线程。

单线程的优势

单线程的 Redis 有处理十万级 qps 的能力，这是为什么呢？原因总结有 2 点：

• redis 在内存上执行主要操作，再加上使用了高效的底层数据结构如哈希表、压缩列表、跳表等。

• Redis 采用的多路复用机制，在处理网络 IO 上发挥了巨大作用。

第一点大家估计比较熟悉，但第二点多路复用机制是什么呢？我们来了解看看。

多路复用机制

几个概念需要了解一下：

• select：当被监听的文件描述符就绪后就会通知系统，但是无法知道具体是哪个文件描述符，因此只能遍历所有的文件描述符来获取。遍历的这个动作就会造成性能损失，另外 select 最多可监听的描述符是有上限的。

• poll：和 select 机制一样，也得遍历去获取具体的文件描述符。

• epoll：就是熟知的多路复用。当有文件描述符就绪时，可以知道具体哪个描述符，省去了遍历的过程，因此性能远超 select 和 poll。

Redis 采用了多路复用机制，当监测到文件描述符的请求时，就会触发相应事件。而这些事件会进入一个队列，Redis 单线程就对队列做处理就行了，这样一来 Redis 就不需要去轮询哪个请求，从而浪费资源了。

小结

Redis 不仅仅有单线程，只不过主要读写操作是用单线程去处理的。Redis 单线程快的原因，一部分是因为使用了优秀的底层数据结构，另一部分就是采用了 IO 多路复用机制来处理请求，避免了轮询耗时的动作。