Redis 线程模式

Redis 是单线程吗?

Redis 单线程指的是 [接收客户端请求 -> 解析请求 -> 进行数据读写操作 -> 发送数据给客户端] 这个过程是由一个线程 (主线程) 来完成的,这也是常说的 Redis 是单线程的原因。

但是 ,Redis 程序不是单线程的,Redis 在启动的时候,是会 启动后台线程 的:

  • Redis 在 2.6 版本,会启动 2 个后台线程,分别处理关闭文件、AOF刷盘这两个任务;
  • Redis 在 4.0 版本后,新增了一个新的后台线程,用来异步释放 Redis 内存,也就是 lazyfree 线程。例如执行 unlink key / flushdb async / flushall async 等命令,会把这些删除操作交给后台线程来执行,好处就是不会导致 Redis 主线程卡顿。因此,当我们要删除一个大 key 的时候,不要使用 del 命令删除,因为 del 是在主线程处理的,这样会导致 Redis 主线程卡顿,因此我们应该使用 unlink 命令来异步删除大 key。

之所以 Redis 为 [关闭文件、AOF 刷盘、释放内存] 这些任务创建单独的线程来处理,是因为这些任务的操作都是很耗时的,如果把这些任务都放在主线程来处理,那么 Redis 主线程就很容易发生阻塞,这样就无法处理后续的请求了。

后台线程相当于一个消费者,生产者把耗时任务丢到任务队列中,消费者(BIO)不停轮询这个队列,拿出任务就去执行对应的方法即可。

关闭文件、AOF刷盘、释放内存这三个任务都有各自的任务队列:

  • BIO_CLOSE_FILE,关闭文件任务队列:当队列有任务后,后台线程会调用 close(fd),将文件关闭;
  • BIO_AOF_FSYNC,AOF刷盘任务队列:当 AOF日志配置成 everysec 选项后,主线程会把 AOF写日志操作封装成一个任务,也放到队列中。当发现队列有任务后,后台线程会调用 fsync(fd) ,将 AOF 文件刷盘;
  • BIO_LAZY_FREE,lazy free 任务队列:当队列有任务后,后台线程会 free(obj)释放对象 / free(dict) 删除数据库所有对象 / free(skiplist) 释放跳表对象;

Redis 单线程模式是怎样的?

Redis 6.0 版本之前的单线程模式如下图:

图中的蓝色部分是一个事件循环,是由主线程负责的,可以看到网络 I/O 和命令处理都是单线程。Redis 初始化的时候,会做下面几件事情:

  • 首先,调用epoll_create() 创建一个 epoll 对象和调用 socket() 创建一个服务端 socket
  • 然后,调用 bind() 绑定端口和调用 listen() 监听该socket
  • 然后,将调用epoll_ctl()将 listen socket 加入到 epoll ,同时注册 [连接事件] 处理函数。

初始化完成后,主线程就进入到一个事件循环函数,主要会做以下事情:

  • 首先,先调用 处理发送队列函数,看发送队列里是否有任务,如果有发送任务,则通过 write 函数将客户端发送缓存区里的数据发送出去,如果这一轮数据没有发送完,就会注册写事件处理函数,等待 epoll_wait 发现可写后再处理
  • 接着,调用 epoll_wait 函数等待事件的到来:
    • 如果是连接事件到来,则会调用 连接事件处理函数,该函数会做这些事情:调用 accept 获取已连接的 socket -> 调用 epoll_ctl 将已连接的 socket 加入到 epoll -> 注册 [读事件] 处理函数;
    • 如果是读事件到来,则会调用 读事件处理函数,该函数会做这些事情:调用 read 获取客户端发送的数据 -> 解析命令 -> 处理命令 -> 将客户端对象添加到发送队列 -> 将执行结果写到发送缓冲区等待发送;
    • 如果是写事件到来,则会调用 写事件处理函数,该函数会做这些事情:通过 write 函数将客户端发送缓冲区里的数据发送出去,如果这一轮数据没有发送完,就会继续注册写事件处理函数,等待 epoll_wait 发现可写后再处理。

文章来源地址https://www.uudwc.com/A/qREB3/

原文地址:https://blog.csdn.net/qq_48626761/article/details/133299746

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