Redis技术知识总结之二——Redis线程模型

接上篇《Redis技术知识总结之一——Redis 的数据结构》

二. Redis 线程模型

参考地址： 《Redis线程模型》 《Redis线程模型》简书

redis 内部使用文件事件处理器 (File Event Handler)，这个文件事件处理器是单线程的，所以 redis 才叫做单线程的模型。它采用 IO 多路复用机制，同时监听多个 socket，根据被监听 socket 上的事件（如连接应答 accept、读取 read、写入 write、关闭 close）等操作时，与操作相对应的事件就会产生，这时文件事件处理器就会调用套接字之前关联好的事件处理器来处理这些事件。

文件事件处理器由四部分组成，如下图所示：

• 套接字
• IO 多路复用程序
• 文件事件分发器
• 事件处理器
  • 事件处理器包括各种类型，如命令请求处理器、命令响应处理器、连接应答处理器、复制处理器等；

多个 socket 可能会并发产生不同的操作，每个操作对应不同的事件，但是 IO 多路复用程序会监听多个 socket，会将 socket 产生的事件放入队列中排队，事件分派器每次从队列中取出一个事件，然后通过这个队列， 以有序、同步、且每次一个套接字的方式向文件事件分派器传送套接字。当上一个套接字产生的事件被处理完毕之后（该套接字为事件所关联的事件处理器执行完毕）， I/O 多路复用程序才会继续向事件分派器传送下一个套接字。如图所示：

客户端与 redis 服务器的一次通信过程如下：

1. 客户端向 Redis Server 的 socket 请求建立连接，此时 server socket 会产生一个 AE_READABLE 事件；
2. Redis Server 的 IO 多路复用程序监听到 server socket 产生的事件后，将该事件压入队列中；
3. 文件事件分派器从队列中获取该事件，交给连接应答处理器；
4. 连接应答处理器会创建一个能与客户端通信的 socket01，并将该 socket01 的 AE_READABLE 事件与命令请求处理器关联；
5. 假设此时客户端发送了一个 set key value 请求，此时 redis 中的 socket01 会产生 AE_READABLE 事件，IO 多路复用程序将事件压入队列；
6. 事件分派器从队列中获取到该事件，由于前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已经与命令请求处理器关联，因此事件分派器将事件交给命令请求处理器来处理；
7. 命令请求处理器读取 socket01 的 key value，并在自己内存中完成 key value 的设置；
8. 操作完成后，它会将 socket01 的 AE_WRITABLE 事件与命令回复处理器关联。
9. 如果此时客户端准备好接收返回结果了，那么 redis 中的 socket01 会产生一个 AE_WRITABLE 事件，同样压入队列中；
10. 事件分派器找到相关联的命令回复处理器，由命令回复处理器对 socket01 输入本次操作的一个结果，比如 ok，之后解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件与命令回复处理器的关联。

由上面完成了一次通信的过程可以看出，Redis 效率高的原因在于一是纯内存操作，二是核心是基于非阻塞的 IO 多路复用机制，此外，单线程反而避免了多线程的频繁上下文切换问题。