Redis 6.0 引入的多線程I/O,?特指用于處理網絡數據的讀取(read)和寫入(write)/解析(parse)的并行化,而絕非將命令的執行(真正的數據操作)變成多線程。
這是一個關鍵的區別,它完美地保留了 Redis 單線程處理命令的所有優點(無鎖、無競爭、簡單),同時解決了高并發場景下的潛在瓶頸。
核心思想:將網絡 I/O 這種耗時操作卸載到后臺線程,解放主線程
在 Redis 6.0 之前,整個生命周期都由主線程(單線程)完成:
- 等待網絡數據到達(通過?
epoll
) - 從 socket ?讀取數據(Read)
- ?解析客戶端請求(Parse)
- 執行命令(Execute)<- ?這是核心操作?
- 將響應結果寫入到 socket(Write)
其中,步驟 2(讀取)、3(解析)和 5(寫入)本質上是網絡 I/O 操作,尤其是當客戶端并發量極高、數據包很大或者管道(pipeline)中有大量命令時,這些操作會變得相當耗時,從而阻塞了主線程,導致它無法及時處理步驟 4(執行命令)。
多線程 I/O 的具體工作場景
Redis 6.0 之后,流程變成了這樣:
- ?主線程?:通過?
epoll
?管理所有連接,當有連接有數據可讀時,主線程并不直接讀取,而是將這些連接放入一個隊列。 - ?I/O 線程?:一組后臺線程(可配置數量,如 4 個)會從這個隊列中取出連接,并行地進行:
- ?從 socket 讀取數據?(Read)
- ?將網絡流解析成 Redis 命令?(Parse)
- 完成后,再將解析好的命令放回另一個隊列。
- ?主線程?:繼續它的本職工作,從隊列中取出已解析好的命令,?按順序執行?(Execute)。這是最關鍵的一步,命令執行依然是單線程的,所以絕對安全。
- ?主線程?:命令執行完畢后,將響應結果放入一個隊列。
- ?I/O 線程?:再次由這組后臺線程并行地從隊列中取出結果,?將響應數據寫入到對應的 socket?(Write)中,發回給客戶端。
適用場景與總結
這種設計在以下場景中收益最大:
- ?超高并發連接?:當有數萬個客戶端同時連接時,網絡 I/O 的總壓力非常大。
- ?大流量管道(pipeline)??:客戶端使用了 pipeline,一次發送大量命令,讀取和解析這些命令包的開銷很大。
- ?返回大量數據的操作?:例如執行一個?
LRANGE
?命令獲取上萬個元素,將結果寫回 socket 的網絡輸出量很大。
?重要結論:??
- ??“慢”的不是CPU,而是I/O?:多線程I/O解決的是網絡讀寫這個瓶頸,而不是CPU計算瓶頸。命令執行本身在內存中極快,通常不是問題。
- ?命令執行仍是單線程?:所有數據操作(
GET
,?SET
,?LPUSH
等)依然是原子性的單線程順序執行。這是Redis可靠性和簡單性的基石,沒有被改變。 - ?性能提升?:對于上述高并發、大流量的場景,啟用多線程I/O可以帶來顯著的性能提升(通常可提升一倍甚至更多),因為它極大地減輕了主線程的負擔,讓它能更專注于執行命令。
?如何配置:??
在?redis.conf
?配置文件中,默認是關閉的。
io-threads 4
?: 啟用 4 個 I/O 線程(不包括主線程本身)。io-threads-do-reads yes
?: 不僅開啟寫的多線程,也開啟讀和解析的多線程。
總之,Redis 6.0 的多線程是一個極其巧妙和謹慎的設計,它只在最需要的地方(網絡I/O)引入了并行性,而堅決地守護了其核心(命令執行)的單線程模型,從而在保持原有優勢的前提下,大幅提升了性能上限。