Redis 使用单线程 Reactor 模型处理命令，主要通过主线程完成客户端请求的接收、解析、数据操作和响应发送。

6.0 版本之前，Redis 仅使用单线程处理所有任务，而 6.0 后引入了多线程来处理 I/O 操作，提升了网络性能。

多线程仅用于网络 I/O，如数据的读取和写入，核心的命令执行仍由单线程完成，确保数据操作的安全性与一致性。

这种改进提高了 Redis 的吞吐能力，特别适合高并发场景。

01.Redis 线程模型

1、线程模型概述

• Redis 底层是 Reactor模型，Reactor模型有三种

  • 单线程Reactor模型
  • 多线程Reactor模型
  • 主从Reactor模型

• Redis 单线程理解

  • Redis单线程主要指Redis-server主线程，不是说Redis生命周期只有一个线程

  • Redis单线程，指的是命令处理、逻辑处理在一个单线程中

  • 接收客户端请求-->解析请求 -->进行数据读写等操作-->发送数据给客户端 是主线程完成

  • 而是其主线程（即下图的任务队列以及事件分派器）为单线程

2、6.0前单线模式

• 1）建立连接（连接事件）

  • 1、建立连接
    • 客户端尝发送TCP连接请求，连接请求被操作系统内核接收并放入等待队列
    • IO多路复用器监控等待队列，发现新连接请求，将其放入事件队列，等待被处理
  • 2、文件分派器
    • 文件分派器将会从事件队列中取出这个新的连接请求，将其分配给连接应答器（acceptor）处理
  • 3、连接应答器
    • 连接应答器的任务是接受新的连接请求，建立新的socket连接
    • 连接应答器将新的socket放入IO多路复用器监控的文件描述符集合，并向IO多路复用器发送一个读就绪信号

• 2）处理客户端请求（读事件）

  • 客户端发送请求到Redis服务器时，请求被IO多路复用器标记为读事件
  • IO多路复用器接收到读事件后，会将其放入事件队列中
  • Redis主线程会从事件队列中取出读事件，然后调用相应的事件处理器来处理
  • 读事件处理器将请求数据解析成Redis命令和参数，根据命令类型调用相应的命令处理函数来处理
  • 命令处理完毕后，Redis会生成一条回复消息，并将其标记为一个写事件，等待被发送回客户端

• 3）数据发送给客户端（写事件）

  • 当有数据需要发送回客户端时，这个发送操作会被标记为一个写事件
  • IO多路复用器会将写事件放入事件队列中
  • 主线程会从事件队列中取出写事件，调用相应的事件处理器来处理这个事件
  • 对于写事件，Redis会调用写事件处理器，将回复消息写入到socket，然后发送给客户端

• 注1：

  • 读事件和写事件都是异步处理的，不会因为一个读事件或写事件阻塞住
  • 而是会将事件放入事件队列，然后继续处理其他的事件

• 注2：下图“写发送队列”指的是返回数据给客户端，这个过程需要写入到 socket

3、6.0为什么引入IO多线程

1、引入原因

• 在 Redis 6.0 版本之后，也采用了多个 I/O 线程来处理网络请求

• 因为随着网络硬件的性能提升，Redis的性能瓶颈有时会出现在网络 I/O 的处理上

• 所以为了提高网络 I/O 的并行度，Redis 6.0对于网络 I/O 采用多线程来处理

• 但是对于命令的执行，Redis 仍然使用单线程来处理

• 即多线程处理网络IO（``read、decode和encode、send`阶段）

• 主线程使用单线程，执行命令处理业务逻辑

2、引入后工作流程

• 主线程：执行命令，将结果写入队列

• 工作线程：读取请求数据、从队列中读取数据到 socket、关闭 socket 等

原因：Redis 的数据结构和操作都不是线程安全的，如果同时有多个线程对数据进行读写，可能会导致数据的不一致

• 6.0 后依然需要一个主线程，可以有多个工作线程处理用户 I/O
• 1）工作线程接收到客户端请求，从 socket 中读取请求数据
• 2）主线程解析出请求命令和参数，执行请求命令，获取或修改数据，然后生成响应数据
• 3）主线程将响应数据写入一个中间队列，然后唤醒工作线程
• 4）工作线程从中间队列中取出响应数据，然后将数据写入 socket，发送给客户端

参考 (opens new window)