前言

首先Redis为什么这么快的说法必须要有一个前提才能站得住脚

因此本文更希望去讨论，Redis如何优化到目前这个性能以及为什么我们经常使用它

上下比对

回顾八股

比对之前我们先看看日常八股中提到的

  • Redis是基于内存操作
  • Redis高效数据结构，对数据的操作也比较简单
  • Redis是单线程模型，从而避开了多线程中上下文频繁切换的操作
  • 使用多路I/O复用模型，非阻塞I/O

首先八股就很有意思，直接不谈任何上下文，只是罗列了一堆技术应用

  1. 基于内存就很快？那我们何不直接使用MySQL 的 Memory 引擎？

  2. 单线程模型——》避免多线程上下文切换开销，那朋友们写代码的时候一定狠狠遵守单线程模型的吧

  3. 多路I/O复用模型，目前开源的优秀组件，大多数都有多路I/O复用

高效数据结构，这没得喷，这个是真神

本地缓存

很多时候我们会采用本地缓存 + Redis缓存 + DB

显然本地缓存速度是更优于Redis的

他们的差异点主要在于

  • 本地缓存无网络通信开销
  • 无需序列化转换

Redis如何向上对齐？

网络通信优化

网络通信这一点极为关键，虽然拖慢了速度，但也是让Redis作为缓存、分布式锁、队列的关键点，能作为分布式系统的 关键中转点

既然做不到直接将网络通信优化，那我们可以考虑将网络通信开销优化😊

  • Redis 采用RESP 文本协议（不同于HTTP）一种简洁的文本协议
  • Redis 实现Pipeline，把多个命令“打包”一起发送，减少 RTT（类比HTTP1.1优化HTTP1.0）

序列化优化

本地缓存 Java类存储到Java类，取出同理

Redis则是 从Java类——》Redis——》Java类

不同应用的数据传输需要通过序列化以及反序列化操作

那Redis也需要从序列化的优化上做手脚

但其实使用Redis时，序列化方式往往是我们自己选择的

它本身操作的是字节数组或字符串，相比较于JSON这种可读性序列化来说

速度是大大滴快的

MySQL&&MySQL Memory

前面八股说到，Redis基于内存操作，所以快

可是MySQL Memory也是内存操作啊，这样为什么还要引入Redis？

Redis向下借鉴

数据结构的优化&转换

Redis单线程执行命令的好处，无需像MySQL那样还需要MVCC、表锁、行锁

更重要的是MySQL memory索引使用B+树索引或hash索引

Redis采用多种数据结构应对不同的使用场景

  • 字符串——SDS字符串（优化C语言的字符串数组）
  • List —— 压缩列表/双向链表（高版本紧凑列表更新为quicklist）
  • Set —— 整数集合/哈希
  • Zset —— 压缩列表/跳表 （后续更新为quicklist）
  • Hash —— 压缩列表/哈希表（后续替代为listpack）

单Reactor单线程-》单Reactor多线程

Reactor核心

  • 三类处理事件，即连接事件、写事件、读事件；
  • 三个关键角色，即 reactor、acceptor、handler。

在Redis6.0后，引入多线程网络I/O用来 处理网络请求以及响应，但执行命令的核心流程仍然是单线程执行

根据自身适用场景优化同行

方面 Redis Netty
I/O 多路复用 基于 epoll，主线程直接轮询处理所有事件 Reactor 模型，bossGroup 负责接收，workerGroup 处理
并发模型 完全单线程（I/O + 命令 + 内存全部串行处理） 多线程，任务在多个 EventLoop 间调度
命令执行模型 命令直接在主线程中调用对应 commandTable 执行 业务逻辑需要开发者实现处理器，挂载在 ChannelPipeline 上
线程上下文切换 无 有（尤其是 channelHandler 切换线程执行）

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