技術解析
核心誤區:Redis 6.0是完全多線程的嗎?
No. Redis 6.0引入的多線程,只用于網絡I/O的讀寫和數據的解析。而核心的命令執行(比如?GET
,?SET
,?HGETALL
?等)依然是單線程的。
Redis的架構演進,就像是把一個復雜的任務分解成:“聽你說話 -> 思考并做事 -> 回答你”?這三個步驟。
??聽你說話:接收網絡請求,解析命令。
??思考并做事:執行命令。
??回答你:將結果返回給客戶端。
在Redis 6.0之前,這三個步驟都由一個單線程完成。這個單線程模型在CPU計算上非常高效,但它最大的瓶頸在于“聽你說話”和“回答你”這兩個網絡I/O環節。
Redis 6.0的多線程優化,只針對**“聽你說話”和“回答你”這兩個網絡I/O環節**進行了并行化,而最核心的“思考并做事”環節依然保留了單線程。
Redis 6.0多線程的執行流程
1.?主線程 (Main Thread)
??監聽連接: 負責
accept()
新的客戶端連接。??I/O多路復用: 負責
epoll_wait
等系統調用,等待網絡事件的發生。
2.?I/O線程 (Worker Threads)
??處理網絡讀寫: 主線程將準備就緒的Socket(已收到數據或可寫入數據)分發給這些I/O線程。
??解析請求: I/O線程負責從Socket中讀取數據,解析出命令。
??發送響應: I/O線程負責將執行結果寫入Socket,發送給客戶端。
3.?主線程 (Main Thread) 再次登場
??執行命令: I/O線程解析完命令后,會將命令提交給主線程。主線程仍然是唯一的命令執行者。它會將所有客戶端提交的命令,按順序、單線程地執行,保證了Redis命令的原子性和數據一致性,避免了鎖的開銷。
這個過程就像一個經典的生產者-消費者模型:I/O線程作為生產者,負責處理網絡數據包,將命令“生產”出來;主線程作為消費者,負責從隊列中取出命令并執行。
配置參數
Redis 6.0的多線程功能默認是關閉的。你可以通過以下參數來開啟和配置:
# 開啟多線程
io-threads-do-reads yes
# 設置I/O線程數量,建議設置為CPU核心數-2或-4
io-threads 4
故事場景:米其林餐廳的“主廚與服務員”模式
你(Redis)是一家米其林三星餐廳的主廚(Main Thread)。你以精湛的廚藝(執行命令)聞名,但你一次只能做一道菜,并且絕不允許任何人插手你的烹飪過程(單線程執行)。
傳統模式 (Redis 6.0之前): “主廚事必躬親”
??工作流程:
你既是主廚,又是餐廳的服務員。1.?接待顧客: 你親自到門口迎接顧客(
accept
連接)。2.?聽顧客點單: 你親自聽顧客點單,并把菜單寫下來(網絡I/O讀寫)。
3.?烹飪: 你回到廚房,專心致志地做菜(執行命令)。
4.?上菜: 你親自把菜端給顧客,并收盤子(網絡I/O讀寫)。
??瓶頸:
你做菜的速度很快,但由于要花大量時間在接待、聽單、上菜這些瑣碎的體力活上,你大部分時間都耗在了餐廳大堂和顧客周旋,真正花在廚房里做菜的時間反而很少。這導致餐廳的整體效率不高。
現代模式 (Redis 6.0之后): “主廚與多位服務員”模式
為了解決這個瓶頸,你雇傭了一個專業的服務員團隊(I/O Threads)。
??工作流程:
1.?總指揮: 你(主廚)依然坐在廚房里,通過一個監視器(
epoll
),同時關注著所有餐桌(Socket)。2.?服務員團隊: 當某個餐桌的顧客(客戶端)點完單或需要上菜時,監視器會提醒你。
3.?分派任務: 你會立刻把這個任務派給一個空閑的服務員。服務員小李去收菜單(網絡I/O讀),服務員小張去上菜(網絡I/O寫)。
4.?主廚的核心工作: 服務員團隊(
I/O Threads
)將收到的菜單(命令)送回廚房,你(主廚)仍然是唯一的烹飪者。你按順序、單線程地做菜,并把菜品放在“上菜口”。5.?服務員團隊再次出動: 菜做好后,服務員團隊會再次從“上菜口”把菜端走,送到對應的餐桌。
??優化效果:
??主廚效率飛升: 你(主廚)從繁重的I/O雜活中徹底解脫出來,可以全身心地投入到你最擅長的烹飪(命令執行)上。
??整體效率提升: 即使來了100桌客人,只要你有足夠多的服務員,他們可以并行地收單、上菜,而主廚則可以穩定、高速地處理源源不斷的菜單。
故事總結:
特性 | Redis 6.0之前 | Redis 6.0之后 |
核心執行 | ??單線程?(主廚親自做飯) | ??單線程?(主廚依然是唯一烹飪者) |
網絡I/O | ??單線程?(主廚兼服務員) | ??多線程?(專業服務員團隊分工合作) |
工作模式 | 命令執行被I/O阻塞 | I/O和命令執行分離 |
核心比喻 | 主廚一人包辦一切 | 主廚專心烹飪,服務員團隊處理雜務 |
結論:
Redis 6.0引入多線程,并非要推翻其賴以成名的“單線程模型”。相反,它是一種精準的、有針對性的優化。通過將單線程模型中唯一的瓶頸——網絡I/O,剝離并交由多線程并行處理,使得Redis在不犧牲原子性、簡-潔性的前提下,將性能推向了新的高度。