目录
- Redis为什么是单线程的
- 为什么需要多线程
- 如何理解redis的单线程
- redis为什么使用单线程
- redis如何提高CPU的使用率
- 总结
- Redis为什么是单线程、及高并发快的大原因详解
- Redis的高并发和快速原因
- 为什么Redis是单线程的
- 1.官方答案
- 2.性能指标
- 3.详细原因
- Redis单线程的优劣势
- 1.单进程单线程优势
- 2.单进程单线程弊端
- Redis高并发快总结
Redis为什么是单线程的
为什么需要多线程
首先，现在的CPU一般都是由多个核心组成，每个核心可以认为是一个独立的处理器，它们能够并行地处理任务。所以，如果我们的CPU是多核的，但是程序是单线程的，那么执行程序时，这个线程在某一个时刻只能在一个核心上运行，而其它的核心却是空闲的（如果没有其他程序的话）。所以，为了提高CPU的使用率，我们可以创建多个线程，每个线程处理任务的一部分（每个部分互不依赖），而每个核心执行一个线程，此时CPU的使用率将提高，程序的运行速度自然也就加快了。
除此之外，假设我们的程序有A、B、C三个任务需要执行，但是由于我们的程序使用的是单线程，这些任务只能轮流执行，A执行完毕只后，才能执行B，B执行完毕只后，才能执行C。这也就意味着，在单线程的环境下，一个新的任务，需要等待它之前的任务执行完毕之后，才能被执行。假设A任务是一个非常耗时的任务，那么后面的B、C需要等待较长的一段时间，才能被执行，这样的话提交B、C任务的用户，需要等待较长的时间，才能得到响应。如果使用的是多线程，那么每个线程被分配到不同的核心上，可以并行地执行；若核心数量不够，CPU将采用时间片轮转算法，轮流为每一个线程分配时间片执行，这样后续到达的任务，也可以并发地执行，而不需要等待之前任务的完成。此时，后续到达的任务，也可以较早地得到响应，任务的响应速度变得更加均匀。
如何理解redis的单线程
这里需要注意一个问题，我们所说的Redis的单线程，不是指Redis程序真的只会有一个线程。这里所说的单线程，指的是Redis处理客户端发来的数据操作请求（增删改查），只会使用一个线程去执行。但是实际上，Redis在执行其他操作的时候，可能会开启多个进程或线程，比如说持久化。Redis执行BGSAVE指令，进行快照持久化时，就会fork出一个子进程，然后子进程去创建快照，完成持久化操作。
redis为什么使用单线程
官方解释如下：因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。
上面的解释不是很好理解，我就简单说一说我自己的理解吧。我们知道，Redis将数据存放在内存当中，这也就意味着，Redis在操作数据时，不需要进行磁盘I/O。磁盘I/O是一个比较耗时的操作，所以对于需要进行磁盘I/O的程序，我们可以使用多线程，在某个线程进行I/O时，CPU切换到当前程序的其他线程执行，以此减少CPU的等待时间。而Redis直接操作内存中的数据，所以使用多线程并不能有效提升效率，相反，使用多线程反倒会因为需要进行线程的切换而降低效率。
除此之外，使用多线程的话，多个线程间进行同步，保证线程的安全，也是需要开销的。尤其是Redis的数据结构都是一些实现较为简单的集合结构，若使用多线程，将会频繁地发生线程冲突，线程的竞争频率较高，反倒会拖慢Redis的响应速度。
综上所述，Redis为了保持简单和高效，自然而然地就使用了单线程。
redis如何提高CPU的使用率
前面也提过，现在的CPU一般都有多个核心，每个核心可以单独执行。Redis处理客户端请求使用单线程，那么自然而然，无法将CPU的所有核心都占用，也就造成了资源的浪费。而解决的方式也比较简单，我们可以在同一个服务器上开启多个Redis程序，每个Redis程序使用不同的端口，相互独立，以此提高CPU的使用率。而这多个Redis程序可以配置成主从节点，共同为一个程序服务，也可以相互独立，服务于多个程序。
总结
以上就对Redis为何使用单线程，做了一个大致的介绍，总的来说，Redis使用单线程的原因就是：多线程并不能有效提升Redis的性能，相反可能还会降低性能，所以自然而然使用单线程。
Redis为什么是单线程、及高并发快的大原因详解
Redis的高并发和快速原因
1.redis是基于内存的，内存的读写速度非常快；
2.redis是单线程的，省去了很多上下文切换线程的时间；
3.redis使用多路复用技术，可以处理并发的连接。非阻塞IO 内部实现采用epoll，采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件，然后利用epoll的多路复用特性，绝不在io上浪费一点时间。
下面重点介绍单线程设计和IO多路复用核心设计快的原因。
为什么Redis是单线程的
1.官方答案
因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。
2.性能指标
关于redis的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。
3.详细原因
1）不需要各种锁的性能消耗
Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value，还有list，hash等复杂的结构，这些结构有可能会进行很细粒度的操作，比如在很长的列表后面添加一个元素，在hash当中添加或者删除
一个对象。这些操作可能就需要加非常多的锁，导致的结果是同步开销大大增加。
总之，在单线程的情况下，就不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗。
2）单线程多进程集群方案
单线程的威力实际上非常强大，每核心效率也非常高，多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限，但是在今天的计算环境中，即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了，需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案，这些方案中多线程的技术照样是用不上的。
所以单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。
3）CPU消耗
采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU。
但是如果CPU成为Redis瓶颈，或者不想让服务器其他CUP核闲置，那怎么办？
可以考虑多起几个Redis进程，Redis是key-value数据库，不是关系数据库，数据之间没有约束。只要客户端分清哪些key放在哪个Redis进程上就可以了。
Redis单线程的优劣势
1.单进程单线程优势
代码更清晰，处理逻辑更简单不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU
2.单进程单线程弊端
无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善； IO多路复用技术
redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多连接的时候， 系统的高吞吐量。
多路-指的是多个socket连接，复用-指的是复用一个线程。多路复用主要有三种技术：select，poll，epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路复用技术。
这里“多路”指的是多个网络连接，“复用”指的是复用同一个线程。采用多路I/O复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求（尽量减少网络IO的时间消耗），且Redis在内存中操作数据的速度非常快（内存内的操作不会成为这里的性能瓶颈），主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。
Redis高并发快总结
1. Redis是纯内存数据库，一般都是简单的存取操作，线程占用的时间很多，时间的花费主要集中在IO上，所以读取速度快。
2. 再说一下IO，Redis使用的是非阻塞IO，IO多路复用，使用了单线程来轮询描述符，将数据库的开、关、读、写都转换成了事件，减少了线程切换时上下文的切换和竞争。
3. Redis采用了单线程的模型，保证了每个操作的原子性，也减少了线程的上下文切换和竞争。
4. 另外，数据结构也帮了不少忙，Redis全程使用hash结构，读取速度快，还有一些特殊的数据结构，对数据存储进行了优化，如压缩表，对短数据进行压缩存储，再如，跳表，使用有序的数据结构加快读取的速度。
5. 还有一点，Redis采用自己实现的事件分离器，效率比较高，内部采用非阻塞的执行方式，吞吐能力比较大。
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