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阿里面试官:单线程的Redis为什么这么快,为什么响应延迟这么低

阿里面试官:单线程的Redis为什么这么快,为什么响应延迟这么低

作者: 码上搞定 | 来源:发表于2019-08-22 16:49 被阅读9次

分析:这个问题其实是对redis内部机制的一个考察。其实根据博主的面试经验,很多人其实都不知道redis是单线程工作模型。所以,这个问题还是应该要复习一下的。
回答:主要是以下三点
(一)纯内存操作
(二)单线程操作,避免了频繁的上下文切换
(三)采用了非阻塞I/O多路复用机制

题外话:我们现在要仔细的说一说I/O多路复用机制,因为这个说法实在是太通俗了,通俗到一般人都不懂是什么意思。博主打一个比方:小曲在S城开了一家快递店,负责同城快送服务。小曲因为资金限制,雇佣了一批快递员,然后小曲发现资金不够了,只够买一辆车送快递。
经营方式一
客户每送来一份快递,小曲就让一个快递员盯着,然后快递员开车去送快递。慢慢的小曲就发现了这种经营方式存在下述问题

  • 几十个快递员基本上时间都花在了抢车上了,大部分快递员都处在闲置状态,谁抢到了车,谁就能去送快递
  • 随着快递的增多,快递员也越来越多,小曲发现快递店里越来越挤,没办法雇佣新的快递员了
  • 快递员之间的协调很花时间

综合上述缺点,小曲痛定思痛,提出了下面的经营方式
经营方式二
小曲只雇佣一个快递员。然后呢,客户送来的快递,小曲按送达地点标注好,然后依次放在一个地方。最后,那个快递员依次的去取快递,一次拿一个,然后开着车去送快递,送好了就回来拿下一个快递。

对比
上述两种经营方式对比,是不是明显觉得第二种,效率更高,更好呢。在上述比喻中:

  • 每个快递员------------------>每个线程
  • 每个快递-------------------->每个socket(I/O流)
  • 快递的送达地点-------------->socket的不同状态
  • 客户送快递请求-------------->来自客户端的请求
  • 小曲的经营方式-------------->服务端运行的代码
  • 一辆车---------------------->CPU的核数

于是我们有如下结论
1、经营方式一就是传统的并发模型,每个I/O流(快递)都有一个新的线程(快递员)管理。
2、经营方式二就是I/O多路复用。只有单个线程(一个快递员),通过跟踪每个I/O流的状态(每个快递的送达地点),来管理多个I/O流。

下面类比到真实的redis线程模型,如图所示


参照上图,简单来说,就是。我们的redis-client在操作的时候,会产生具有不同事件类型的socket。在服务端,有一段I/0多路复用程序,将其置入队列之中。然后,文件事件分派器,依次去队列中取,转发到不同的事件处理器中。
需要说明的是,这个I/O多路复用机制,redis还提供了select、epoll、evport、kqueue等多路复用函数库,大家可以自行去了解。

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