Redis是单线程？

如何理解Redis是单线程的？

单线程指的是Redis的网络请求模块使用了一个线程（所以不需考虑并发安全性），即一个线程处理所有网络请求，网络请求模块之外的其他模块仍用了多个线程。

单线程的Redis为何那么快？

(1) 绝大部分请求是纯粹的内存操作（非常快速）

(2) 采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件

(3) 非阻塞IO —— IO多路复用，Redis采用epoll做为I/O多路复用技术的实现，再加上Redis自身的事件处理模型将epoll中的连接，读写，关闭都转换为了事件，不会在I/O上浪费过多的时间。

Redis处理流程分析简易版

Redis分客户端和服务端，一次完整的Redis请求事件有多个阶段（客户端到服务器的网络连接-->Redis读写事件发生-->Redis服务端的数据处理（单线程）-->数据返回）。平时所说的Redis单线程模型，本质上指的是服务端的数据处理阶段，不牵扯网络连接和数据返回，这是理解Redis单线程的第一步。

1：客户端到服务器的网络连接

首先，客户端和服务器是socket通信方式，socket服务端监听可同时接受多个客户端请求，这点很重要，如果不理解可先记住。注意这里可以理解为本质上与Redis无关，这里仅仅做网络连接，或者可以理解为，为Redis服务端提供网络交互API。

2：Redis读写事件发生并向服务端发送请求数据

首先确定一点，Redis的客户端与服务器端通信是基于TCP连接，第一阶段仅仅是建立了客户端到服务器的网络连接，然后才是发生第二阶段的读写事件。

完成了上一个阶段的网络连接，Redis客户端开始真正向服务器发起读写事件，假设是set（写）事件，此时Redis客户端开始向建立的网络流中发送数据，服务端接收客户端的请求数据。

3：Redis服务端的数据处理

服务端完成了第二阶段的数据接收，接下来开始依据接收到的数据做逻辑处理，然后得到处理后的数据。数据处理可以理解为一次方法调用，最终得到方法返回值。

4：数据返回

当Redis服务端数据处理完后就会立即返回处理后的数据。

Redis内部实现？

1. 从Redis的内部结构设计原理进行考虑，Redis是基于Reactor模式开发了自己的网络事件处理器—— 这个处理器被称为文件事件处理器（file event handler）。文件事件处理器是单线程的，所以才叫Redis的单线程模型，这也决定了Redis是单线程的。
2. 采用了epoll+事件框架，将epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件，然后利用epoll的多路复用特性，绝不在IO上浪费一点时间。

什么文件事件处理器？

Redis单线程模型中最为核心的就是文件事件处理器。文件事件处理器结构包含5个部分，其实真正包含为4个部分（不包含socket队列，加上主要方便后面理解）：多个socket、IO多路复用程序、socket队列、文件事件分派器和事件处理器。而事件处理器又分为3个部分为：连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器。如图（逻辑概念）：

I/O 多路复用程序（I/O Multiplexing Module）会把消息放入队列中，然后通过文件事件分派器（Fileevent Dispatcher），转发到不同的事件处理器中。上图将I/O 多路复用程序与socket队列分开便于理解，真实的I/O 多路复用程序如下图所示。

什么是IO多路复用？

有多个客户连接,sockfd1,sockfd2,sockfd3..sockfdn，服务的同时监听这n个客户,当其中有一个发来消息时就从阻塞中返回,然后就调用read读取收到消息的sockfd,然后又循环回阻塞;这样就不会因为阻塞在其中一个上而不能处理另一个客户的消息

Redis单线程模型的工作流程

1、首先在Redis启动初始化的时候，Redis会先将事件处理器中的连接应答处理器和AE_READABLE事件关联起来;

2、如果客户端向Redis发起连接，会产生AE_READABLE事件(步骤A)，产生该事件后会被IO多路复用程序监听到(步骤B)，然后IO多路复用程序会把监听到的socket信息放入到队列中(步骤C)，事件分配器每次从队列中取出一个socket(步骤D)，然后事件分派器把socket给对应的事件处理器(步骤E)。由于连接应答处理器和AE_READABLE事件在Redis初始化的时候已经关联起来，所以由连接应答处理器来处理跟客户端建立连接，然后通过ServerSocket创建一个与客户端一对一对应的socket，如叫socket01，同时将这个socket01的AE_READABLE事件和命令请求处理器关联起来。

3、当客户端向Redis发生请求时(读、写操作)，首先就会在对应的socket如socket01上会产生AE_READABLE事件(步骤A)，产生该事件后会被IO多路复用程序监听到(步骤B)，然后IO多路复用程序会把监听到的socket信息放入到队列中(步骤C)，事件分配器每次从队列中取出一个socket(步骤D)，然后事件分派器把socket给对应的事件处理器(步骤E)。由于命令处理器和socket01的AE_READABLE事件关联起来了，然后对应的命令请求处理器来处理。这个命令请求处理器会从事件分配器传递过来的socket01上读取相关的数据，执行相应的读写处理。操作执行完之后，Redis就会准备好相应的响应数据(如你在Redis客户端输入命令：set a 123，回车后看到的响应结果：ok)，并将socket01的AE_WRITABLE事件和命令回复处理器关联起来。

4、当客户端查询Redis是否完成相应的操作，就会在socket01上产生一个AE_WRITABLE事件，会由对应的命令回复处理器来处理，就是将准备好的响应结果数据写入socket01(由于socket连接是双向的),返回给客户端，如读操作，客户端会显示ok。

5、如果命令回复处理器执行完成后，就会删除这个socket01的AE_WRITABLE事件和命令回复处理器的关联。

6、这样客户端就和Redis进行了一次通信。由于连接应答处理器执行一次就够了，如果客户端再次进行操作就会由命令请求处理器来处理，反复执行。