高并发快？看这三大核心原因，详解高并发架构

在学习Java的时候很多人会有很多疑问，对于一些定义只知道其表面意义，但是不是很能理解其真正的意思，今天针对大家对Redis方面的高并发和快速的原因不明白我来做个分析讲解，希望能够帮助大家理解其意思

1.redis是单线程的，省去了很多上下文切换线程的时间

2.redis是基于内存的，内存的读写速度非常快

3.redis使用多路复用技术，可以处理并发的连接

非阻塞IO 内部实现采用epoll，采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。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。

下面我来着重介绍下单线程设计和IO多路复用核心设计快的原因吧

一：Redis快的原因

1.不需要各种锁的性能消耗

Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value，还有list，hash等复杂的结构，这些结构有可能会进行很细粒度的操作，比如在很长的列表后面添加一个元素，在hash当中添加或者删除。总而言之，在单线程的情况下，就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。

2.CPU消耗

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。

3.单线程多进程集群方案

单线程的威力实际上非常强大，每核心效率也非常高，多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限，但是在今天的计算环境中，即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了，需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案，这些方案中多线程的技术照样是用不上的。

二：为什么Redis是单线程的呢？

因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。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。关于redis的性能指标，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。

三：IO多路复用的作用

redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多连接的时候， 系统的高吞吐量。多路-指的是多个socket连接，复用-指的是复用一个线程。多路复用主要有三种技术：select，poll，epoll。epoll是最新的也是目前最好的多路复用技术。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。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求，且Redis在内存中操作数据的速度非常快，主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。

四：Redis单线程的优劣势

1.单进程单线程优势

代码更清晰，处理逻辑更简单，根本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，不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU

2.单进程单线程弊端

无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善；

对于Redis高并发快的总结：

1. Redis采用了单线程的模型，保证了每个操作的原子性，也减少了线程的上下文切换和竞争。

2. Redis是纯内存数据库，一般都是简单的存取操作，线程占用的时间很多，时间的花费主要集中在IO上，所以读取速度快。

3.数据结构也帮了不少忙，Redis全程使用hash结构，读取速度快，还有一些特殊的数据结构，对数据存储进行了优化，如压缩表，对短数据进行压缩存储，再如，跳表，使用有序的数据结构加快读取的速度。

4. Redis采用自己实现的事件分离器，效率比较高，内部采用非阻塞的执行方式，吞吐能力比较大。

5. IO，Redis使用的是非阻塞IO，IO多路复用，使用了单线程来轮询描述符，将数据库的开、关、读、写都转换成了事件，减少了线程切换时上下文的切换和竞争。

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