redis 核心就是 如果我的数据全都在内存里,我单线程的去操作 就是效率最高的,为什么呢,因为多线程的本质就是 CPU 模拟出来多个线程的情况,这种模拟出来的情况就有一个代价,就是上下文的切换,对于一个内存的系统来说,它没有上下文的切换就是效率最高的。
首先,Redis 是跑在单线程中的,所有的操作都是按照顺序线性执行的,但是由于读写操作等待用户输入或输出都是阻塞的,所以 I/O 操作在一般情况下往往不能直接返回,这会导致某一文件的 I/O 阻塞导致整个进程无法对其它客户提供服务,而 I/O 多路复用就是为了解决这个问题而出现的。
最近在看 UNIX 网络编程并研究了一下 Redis 的实现,感觉 Redis 的源代码十分适合阅读和分析,其中 I/O 多路复用(mutiplexing)部分的实现非常干净和优雅,在这里想对这部分的内容进行简单的整理。
https://draveness.me/redis-io-multiplexing
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的内存的大小和网络的带宽,而且单线程的性能已经非常高了,就没有必要使用多线程了,所以 Redis 是单进程单线程的。提示:
Redis是目前广为人知的一个内存数据库,在各个场景中都有着非常丰富的应用,前段时间Redis推出了6.0的版本,在新版本中采用了多线程模型。
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select 可以同时处理多个 socket,有一个就绪应用程序代码就可以处理它。
本文内容基于 Redis 6.0 以前的版本编写,因为 6.0 之后 Redis 在网络处理这一块采用了多线程模式,但是 I/O 多路复用的模型还在,变化不大。本文有不当之处,大家轻喷!
redis是单线程的(不严谨的讲法的哈),为什么还这么快,很多人相信会回答因为redis是基于内存操作的, 内存的读写速度是非常快的。答到这,逼格还是不够高的,基于内存是一方面,但还有一个关键点是:redis采用了多路复用技术,今天我们就来聊聊这个点。
IO复用是串行的a有问题处理a的,但是a的问题要处理10个小时b就得等待10个小时
(1)纯内存访问。数据存放在内存中,内存的响应时间大约是100纳秒,这是Redis每秒万亿级别访问的重要基础。 (2)非阻塞I/O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,关闭都转换为了时间,不在I/O上浪费过多的时间。 (3)单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗。 (4)单线程操作,避免了不必要的上下文切换和竞争条件。也没有加解锁的操作。
所以虽然FEH是单线程运行,但通过I/O多路复用监听多个socket,不仅实现高性能的网络通信模型,又能和 Redis 服务器中其它同样单线程运行的模块交互,保证了Redis内部单线程模型的简洁设计。
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。
image.png 基本原理 Nginx 的进程模型 📷 Nginx 服务器,正常运行过程中: 多进程:一个 Master 进程、多个 Worker 进
在今天,大部分的服务都是 I/O 密集型的,应用程序会花费大量时间等待 I/O 操作执行完成。网络轮询器就是 Go 语言运行时用来处理 I/O 操作的关键组件,它使用了操作系统提供的 I/O 多路复用机制增强程序的并发处理能力。本节会深入分析 Go 语言网络轮询器的设计与实现原理。
我们通常说Redis是单线程,主要指Redis的网络I/O和KV对读写是由一个线程完成,是Redis对外提供KV存储服务的主要流程。 但Redis其它功能如持久化、异步删除、集群数据同步等,是由额外线程执行的。
现场可编程门阵列(FPGA)可以实现任意数字逻辑,从微处理器到视频生成器或加密矿机,一应俱全。FPGA由许多逻辑模块组成,每个逻辑模块通常由触发器和逻辑功能以及连接逻辑模块的路由网络组成。FPGA的特殊之处在于它是可编程的硬件:您可以重新定义每个逻辑块及其之间的连接,用来构建复杂的数字电路,而无需物理上连接各个门和触发器,也不必花费设计专用集成电路的费用。
Nginx 以其高性能,稳定性,丰富的功能,简单的配置和低资源消耗而闻名。本文从底层原理分析 Nginx 为什么这么快!
Nginx 是一个免费的,开源的,高性能的 HTTP 服务器和反向代理,以及 IMAP / POP3 代理服务器。
例如:当进程需要操作多个IO相关描述符时,服务器程序要同时查看监听socket和大量业务socket是否有数据到来,需要内核能够监控许多描述符,一旦这些描述符就绪就主动告诉进程哪些描述符就绪,站在进程的角度上,就不需要挨个查看每个文件的描述符。
【1】Redis 是基于 Reactor 模式开发的网络事件处理器:这个处理器被称为文件事件处理器(file event handler),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: ■ 文件事件处理器使用 I/O 多路复用(multiplexing)机制监听多个套接字 Socket,根据 Socket 上的事件来选择对应的事件处理器进行处理。 ■ 当被监听的套接字准备好执行连接应答(accept)、读取(read)、写入(write)、关闭(close)等操作时。与操作相对应的文件事件就会产生,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。 【2】虽然文件事件处理器以单线程的方式运行,但其使用 I/O 多路复用程序来监听多个套接字,文件事件处理器既实现了高性能的网络通信模型,又可以很好地与 Redis 服务器中其他同样以单线程方式运行的模块进行对接,这保持了 Redis 内部单线程设计的简单性。
术语多路复用器通常也称为“ MUX ”或“ MPX ”,是指从许多可用输入中选择一个输出。Shankar Balachandran 教授 (IIT-M) 将多路复用解释为通过少量通道或线路传输大量信息单元的方法,数字多路复用器是一种组合逻辑电路,可从众多输入线路之一中选择二进制信息,并将其定向到单个输出线。
电阻温度检测器(RTD)可在很多工业应用中监控温度。在一个分布式控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC)中,一个数据采集模块可用来监控很多安装在远处的RTD温度。在高性能应用中,若每个RTD都自带激励电路和ADC,则具有最佳的精度,但数据采集模块将会体积庞大、成本高昂,且功耗高。
Redis是基于内存运行的高性能 K-V 数据库,官方提供的测试报告是单机可以支持约10w/s的QPS
Q: 那这样子,在读取socket1的数据时,如果其它socket有数据来,那么也要等到socket1读取完了才能继续读取其它socket的数据吧。那不是也阻塞住了吗?而且读取到的数据也要开启线程处理吧,那这和多线程IO有什么区别呢? A: 1.CPU本来就是线性的不论什么都需要顺序处理并行只能是多核CPU 2.io多路复用本来就是用来解决对多个I/O监听时,一个I/O阻塞影响其他I/O的问题,跟多线程没关系. 3.跟多线程相比较,线程切换需要切换到内核进行线程切换,需要消耗时间和资源.而I/O多路复用不需要切换线/进程,效率相对较高,特别是对高并发的应用nginx就是用I/O多路复用,故而性能极佳.但多线程编程逻辑和处理上比I/O多路复用简单.而I/O多路复用处理起来较为复杂.
除了寻址(Addressing),IP 协议还有一个非常重要的能力就是路由。 寻址告诉我们去往下一个目的地该朝哪个方向走,路由则是根据下一个目的地选择路径。寻址更像在导航,路由更像在操作方向盘。
Redis 6.0 引入多线程 IO 特性对性能提升至少是一倍以上。据 Redis 作者 antirez 在 RedisConf 2019 分享中介绍,多线程 IO 特性可以显著提高 Redis 的性能和吞吐量,实测 GET/SET 命令在 4 线程 IO 下的性能相比单线程几乎翻倍。国内也有一些大牛在阿里云 ESC 上测试了 unstable 版本的 Redis,结果也证实了多线程比单线程性能提升一倍左右的结论。
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介质访问控制所要完成的主要任务是为使用介质的每个结点隔离来自同一信道上其他结点所传送的信号,以协调活动结点的传输。用来决定广播信道中信道分配的协议属于数据链路层的一个子层,称为介质访问控制(Medium Access Control,MAC)子层。
所谓Web开发,也就是我们通常说的网站后端开发。与其他语言相比,Go的Web开发具有简单易学,并发效率高,原生标准库支持等特点。即使是Python Web开发,也没有Go的简单。
redis基于reactor模式开发了网络事件处理器,这个处理器叫做文件事件处理器,file event handler。这个文件事件处理器,是单线程的,redis才叫做单线程的模型,采用IO多路复用机制同时监听多个socket,根据socket上的事件来选择对应的事件处理器来处理这个事件。
在分享这次面试经典题目汇总之前,预告一下,下期分享面试题目汇总,会把之前网友在群里分享的一份面试题目答案完善出来:
大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。需求,为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号,这就是所谓的多路复用技术(Multiplexing)。
摘要:P4语言极大地改变了网络领域,因为它可以快速描述和实现新的网络应用程序。尽管可以使用P4语言描述各种各样的应用程序,但是当前的可编程开关体系结构对P4程序施加了很大的限制。为了解决这个缺点,人们已经探索了将FPGA作为P4应用的潜在目标。P4应用程序使用三种抽象来描述:数据包解析器,匹配操作表和数据包逆解析器,后者使用匹配操作表的结果重新组合输出数据包。尽管FPGA上的数据包解析器和匹配表的实现已在文献中得到了广泛报道,但对于数据包逆解析器并没有提出一般的设计原理。
在 Linux 系统之中有一个核心武器:epoll 池,在高并发的,高吞吐的 IO 系统中常常见到 epoll 的身影。
今天我们聊一个不常见的 Java 面试题:为什么数据库连接池不采用 IO 多路复用?
派大星:首先,Redis使用内存存储数据,避免了磁盘I/O的开销,提高了数据访问的速度。其次,Redis拥有丰富的对象类型,包含八种类型,满足不同的需求。此外,Redis采用了高效的数据结构,减少了内存占用和计算复杂度。Redis还使用单线程模型,避免了多线程之间的上下文切换和竞争条件,提升了CPU利用率。最后,Redis使用非阻塞I/O多路复用机制(多路复用IO模型实际也是传统阻塞型IO模型演化而来的),充分利用CPU和网络资源,提高了并发处理能力。
这是一个非常好的问题。IO多路复用被视为是非常好的性能助力器。但是一般我们在使用 DB 时,还是经常性采用c3p0,tomcat connection pool等技术来与 DB 连接,哪怕整个程序已经变成以Netty为核心。这到底是为什么?
导读:今天我们聊一个不常见的 Java 面试题:为什么数据库连接池不采用 IO 多路复用?总结本篇文章希望对从事相关工作的同学能够有所帮助或者启发 。
介质访问控制所要完成的主要任务是:为使用介质的每个结点隔离来自同一信道上其他结点所传送的信号,以协调活动结点的传输。
I/O多路复用,复用的IO监听等待这条路。实际上就是用select/poll/epoll监听多个io对象,当io对象有变化(有数据)的时候就通知用户进程。好处就是单个进程可以处理多个socket。
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