Redis为什么这么快？

原因

1. Redis基于内存的数据存储，内存的读写速度远高于硬盘
2. Redis提供了高效的数据结构
3. Redis使用了单线程模型处理命令执行，避免了多线程上下文切换开销、以及资源同步开销
4. Redis采用了高效的IO多路复用模型
5. Redis 客户端和服务端之间使用 RESP (Redis Serialization Protocol) 协议通信

为什么要用单线程？多线程难道不会更快吗？

1. 在Redis这个数据库相关的场景下，CPU不是瓶颈，内存和IO才是（后续为了解决网络数据IO的性能瓶颈，在网络IO操作使用了多线程），单线程已经足够胜任。redis相关的IO操作：
   • 磁盘IO：如持久化机制，使用后台子进程解决
   • 网络IO：redis6.0后使用多线程处理
2. 单线程能够避免多线程场景下的锁机制、线程切换的开销
3. 单线程能够简化问题

Redis6.0引入了多线程

Redis 6.0 引入了多线程 I/O。这并不是说 Redis 变成了多线程数据库，而是指：

• 命令执行（读写内存数据）依然是 单线程 的（保证原子性，无需锁）。
• 网络数据读写（Socket Read/Write）变成了 多线程 处理。
• 原因： 随着网卡速度越来越快，解析网络请求包成了瓶颈。多线程 I/O 旨在解决网络带宽处理能力的瓶颈，进一步提升吞吐量。

IO多路复用和多线程IO

• IO 多路复用 解决的是 “同时监听大量连接” 的问题（解决连接数并发）。
• 多线程 IO 解决的是 “快速读写网络数据” 的问题（解决数据吞吐量）。

它们的关系：如何协作？

在 Redis 6.0 之前，Redis 是“单线程”的，意味着监听连接和读写网络数据都是同一个人（主线程）。 在 Redis 6.0 之后，Redis 引入了多线程 IO，它们开始分工合作。

1. 监听 (IO 多路复用): 主线程通过 epoll 监听所有连接。发现连接 A 有数据发过来了！
2. 读取 (多线程 IO): 主线程把连接 A 分配给IO 线程组。IO 线程并行地把数据从 Socket 读出来，并解析好命令。
   • (注：此时主线程会等待 IO 线程组全部干完活)
3. 执行 (主线程 - 依然单线程): 数据都读好、解析好了。主线程拿过来，执行 SET key value。
   • (注：执行命令依然是排队单线程执行，不需要加锁，保证原子性)
4. 发送 (多线程 IO): 执行完了，要返回 “OK”。主线程把结果打包好，再次分配给IO 线程组，让它们并行地把数据写回 Socket 发送给客户端。

组件	线程归属	职责
IO 多路复用 (epoll_wait)	主线程	负责“站岗放哨”。它监听所有连接，一旦发现有数据来了（可读）或者可以发数据了（可写），就通知下一步。
IO 线程 (Worker Threads)	辅助线程组	负责“搬运重活”。它们只负责从 Socket 读取/解析数据，或者把响应数据 写回 Socket。它们不负责监听。
命令执行 (Command Exec)	主线程	负责“核心业务”。执行 GET, SET 等逻辑，修改内存数据。

为什么要有这种变化？

您可能会问：“以前没有多线程 IO，Redis 不也很快吗？”

是的，但瓶颈变了。

• 早期： 瓶颈是内存和CPU。单线程足以应付网络流量，因为以前是千兆网卡。
• 现在： 瓶颈变成了网络带宽。现在的服务器动辄万兆网卡，每秒钟能进来的数据包太多了。
  • 如果还是单线程，主线程光是把这么巨大的数据从 Socket 读到内存里，CPU 就已经累趴下了，根本没时间去执行命令。
  • 所以，引入多线程 IO 就是为了把“读写数据”这个消耗 CPU 的体力活分摊出去，让主线程专注于“执行命令”这个核心脑力活。