前言

Redis是当前最为常用的缓存应用，是一款基于内存操作的Key-Values数据库,它具备读写性能高、支持丰富数据类型等优点。接下来我们探讨一下Redis为什么这么快以及为什么Redis是单线程的？

Redis到底有多快

Redis采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 KV 数据库，由C语言编写，官方提供的数据是可以达到100000+的QPS（每秒内查询次数）。这个数据不比采用单进程多线程的同样
基于内存的 KV 数据库 Memcached 差！有兴趣的可以参考官方的基准程序测试《How fast is Redis？（https://redis.io/topics/benchmarks）

横轴是连接数，纵轴是QPS。

Redis为什么这么快

完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)；
数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的；具体可参考https://juejin.im/post/5bc672296fb9a05cee1e11f2
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，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；
使用 I/O 多路复用模型，非阻塞IO；（下面会简单描述一下）
使用底层模型不同，它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样，Redis直接自己构建了VM 机制，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求；

I/O 多路复用模型

多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力，在空闲的时候，会把当前线程阻塞掉，当有一个或多个流有 I/O 事件时，就从阻塞态中唤醒，于是程序就会轮询一遍所有的流（epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流），并且只依次顺序的处理就绪的流，这种做法就避免了大量的无用操作。

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I/O 多路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）。

redis基于Reactor模式开发事件处理器，配合I/O多路复用

文件事件：套接字操作的抽象
I/O多路复用程序：同时监听多个套接字，并向事件分派器传送事件。
文件事件分派器：接收套接字，根据事件类型调用相应的事件处理器
事件处理器：不同的函数实现不同的事件

为什么Redis是单线程的

我们首先要明白，上边的种种分析，都是为了营造一个Redis很快的氛围！官方FAQ表示，因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈。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。

可以参考：https://redis.io/topics/faq

但是，我们使用单线程的方式是无法发挥多核CPU 性能，不过我们可以通过在单机开多个Redis 实例来完善！

注意：这里我们一直在强调的单线程，只是在处理我们的网络请求的时候只有一个线程来处理，一个正式的Redis Server运行的时候肯定是不止一个线程的，这里需要大家明确的注意一下！例如Redis进行持久化的时候会以子进程或者子线程的方式执行（具体是子线程还是子进程待读者深入研究）；例如我在测试服务器上查看Redis进程，然后找到该进程下的线程：

ps命令的“-T”参数表示显示线程（Show threads, possibly with SPID column.）“SID”栏表示线程ID，而“CMD”栏则显示了线程名称。可以看到Redis Server有多个线程在运行。

参考资料：