Redis为什么如此高效？

Redis是一种快速、高效的内存数据库，其性能出众得益于多种因素。

首先，Redis完全基于内存存储数据，绝大部分请求是纯粹的内存操作，避免了磁盘IO读取到内存的开销，因此响应速度非常快。

其次，Redis的数据结构简单，对数据操作也简单。每种数据结构都经过专门设计，使得读取和写入的性能得到提升。

此外，Redis采用单线程，省去了上下文切换的时间以及CPU消耗，避免了竞争条件和锁的问题，也不会出现死锁而导致的性能消耗。

Redis还构建了自己的VM机制，避免了移动和请求时浪费时间。

另外，Redis采用了I/O多路复用机制处理大量的客户端Socket请求，允许内核同时存在多个监听Socket和已连接Socket，从而实现了一个Redis线程处理多个IO流的效果。

Redis基于Reactor模式开发了自己的网络事件处理器，即文件事件处理器file event handler，由于是单线程，采用IO多路复用机制同时监听多个Socket，并根据Socket上的事件选择对应的事件处理器进行处理。

Redis客户端对服务端的每次调用都经历了发送命令、执行命令和返回结果三个过程。命令执行阶段，由于Redis是单线程来处理命令的，所有到达服务端的命令不会立刻执行，而是进入一个队列中，然后逐个被执行。多个客户端发送的命令的执行顺序是不确定的，但可以确定的是不会有两条命令被同时执行，不会产生并发问题。

多路I/O复用模型利用select、poll、epoll可以同时监察多个流的I/O事件的能力，避免了大量的无用操作。采用多路I/O复用技术可以让单个线程高效处理多个客户端的网络IO连接请求，尽量减少网络IO的时间消耗。

Redis之所以采用单线程，是因为CPU不是Redis的瓶颈，而是机器内存或网络带宽。单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，因此采用单线程的方案。不过，可以通过在单机开多个Redis实例来解决多核CPU性能发挥不足的问题。

Redis6.0之前一直使用单线程，因为多线程模型引入了程序执行顺序的不确定性，带来了并发读写的问题，增加了系统复杂度。但Redis6.0引入多线程是为了处理网络I/O模块带来的CPU耗时，充分利用CPU资源，减少网络I/O阻塞带来的性能损耗。

在多线程模式下，Redis的多线程部分只处理网络数据的读写和协议解析，执行命令仍然是单线程顺序执行，因此不存在并发安全问题。

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