Redis为何选择单线程?

在Redisv6.0以前,Redis的核心网络模型选择用单线程来实现。先来看下官方的回答:

It's not very frequent that CPU becomes your bottleneck with Redis, as usually Redisis either memory or network bound. For instance, using pipelining Redisrunning on an average Linux system can deliver even 1 million requests per second, so if your application mainly uses O(N) or O(log(N)) commands, it is hardly going to use too much CPU.

核心意思就是,对于一个 DB 来说,CPU 通常不会是瓶颈,因为大多数请求不会是 CPU 密集型的,而是 I/O 密集型。

具体到 Redis的话,如果不考虑 RDB/AOF 等持久化方案,Redis是完全的纯内存操作,执行速度是非常快的,因此这部分操作通常不会是性能瓶颈,Redis真正的性能瓶颈在于网络 I/O,也就是客户端和服务端之间的网络传输延迟,因此 Redis选择了单线程的 I/O 多路复用来实现它的核心网络模型。

实际上更加具体的选择单线程的原因如下:

  • 避免过多的上下文切换开销:如果是单线程则可以规避进程内频繁的线程切换开销,因为程序始终运行在进程中单个线程内,没有多线程切换的场景。
  • 避免同步机制的开销:如果 Redis选择多线程模型,又因为 Redis是一个数据库,那么势必涉及到底层数据同步的问题,则必然会引入某些同步机制,比如锁,而我们知道 Redis不仅仅提供了简单的 key-value 数据结构,还有 list、set 和 hash 等等其他丰富的数据结构,而不同的数据结构对同步访问的加锁粒度又不尽相同,可能会导致在操作数据过程中带来很多加锁解锁的开销,增加程序复杂度的同时还会降低性能。
  • 简单可维护:如果 Redis使用多线程模式,那么所有的底层数据结构都必须实现成线程安全的,这无疑又使得 Redis的实现变得更加复杂。

总而言之,Redis选择单线程可以说是多方博弈之后的一种权衡:在保证足够的性能表现之下,使用单线程保持代码的简单和可维护性。

—— 完 ——
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