[每日一题][Redis]Redis为什么最开始被设计成单线程的?

mhr18 2024-11-17 13:31 24 浏览 0 评论

Redis作为一个功能丰富的分布式缓存系统，由多个模块构成，包括网络请求处理、索引管理、数据存储、高可用性集群支持以及数据操作等模块。

通常人们提到Redis是单线程的，可能会误以为其所有模块都基于单线程运作，然而这种理解并不准确。实际上，我们所说的Redis单线程，特指其网络I/O操作和键值对读写操作由单一线程处理。而像持久化存储模块和集群支持模块等，实际上涉及多线程操作。

自Redis 4.0版本开始，为了进一步提升性能，已经将部分命令执行实现为多线程。这展示了Redis在进化中逐步增强其多线程能力来优化特定操作的性能。

那么，为什么最初网络操作模块和数据存储模块没有采用多线程呢？简而言之，答案是：“没有必要！”。我们来探讨何时适合使用多线程。

多线程适用场景：在计算机程序执行时，主要进行读写和计算两种操作。读写操作涉及I/O（包括网络和磁盘I/O），而计算操作则依赖CPU。多线程的目的是通过并发提升I/O和CPU利用率。

对于Redis来说，是否需要通过多线程提升I/O和CPU利用率呢？首先，显然Redis不需要提升CPU利用率，因为它的操作大多基于内存，CPU资源并非性能瓶颈。因此，采用多线程技术提升CPU利用率并没有必要。

那么，使用多线程技术提升I/O利用率是否有必要呢？尽管Redis是一个I/O密集型的框架，其数据操作涉及大量网络I/O和磁盘I/O，提升I/O利用率无疑能增强Redis性能。但提升I/O利用率并非仅有多线程一条路径可选。

多线程的弊端：多线程编程必须解决共享资源的并发控制问题，这增加了编程模型的复杂性。此外，多线程模型中线程间的切换也会带来性能开销。

因此，Redis选择多路复用I/O技术来提升I/O利用率，而非多线程。

小结： Redis在网络请求模块和数据操作模块中维持单线程模型的理由主要有四：

重要的是要记住，Redis并非完全单线程，其关键操作如键值对读写由单线程完成，但其他模块可能涉及多线程。

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