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随着互联网的不断发展，越来越多的人都在学习计算机编程开发技术，而今天我们就通过案例分析来了解一下Redis有哪些基础知识需要我们掌握。

为什么采用单线程?

使用多线程，虽然可以增加系统吞吐率，或是增加系统扩展性，但同样会产生开销。

Redis的数据是在内存里的，是共享的，如果使用多线程就会引发共享资源的竞争，需要引入互斥锁来解决，使得并行变串行。终系统吞吐率并没有随着线程的增加而增加。

另外，多线程开发需要精细的设计，会增加系统的复杂度，降低代码的易调试性和可维护性。为了避免这些问题，Redis采用单线程模式。

单线程Redis为什么那么快?

通常来说，单线程的处理能力比多线程要差很多，那Redis却能使用单线程模型达到每秒数十万级别的处理能力，这是为什么呢?

一方面，Redis大多数操作是在内存上完成的，并且采用高效的数据结构，例如哈希表和跳表。另一方面，Redis采用了多路复用机制，使其在网络IO操作中能并发处理大量的客户端请求，实现高吞吐率。

在学习多路复用机制前，我们要弄明白网络操作的基于IO模型和潜在的阻塞点。

Redis单线程处理IO请求性能瓶颈主要包括2个方面：

1、任意一个请求在server中一旦发生耗时，都会影响整个server的性能也就是说后面的请求都要等前面这个耗时请求处理完成，自己才能被处理到。

耗时的操作包括：

操作bigkey：写入一个bigkey在分配内存时需要消耗更多的时间，同样，删除bigkey释放内存同样会产生耗时

使用复杂度过高的命令：例如SORT/SUNION/ZUNIONSTORE，或者O(N)命令，但是N很大，例如lrangekey0-1一次查询全量数据

大量key集中过期：Redis的过期机制也是在主线程中执行的，大量key集中过期会导致处理一个请求时，耗时都在删除过期key，耗时变长

淘汰策略：溜达策略也是在主线程执行的，当内存超过Redis内存上限后，每次写入都需要淘汰一些key，也会造成耗时变长。

AOF刷盘开启always机制：每次写入都需要把这个操作刷到磁盘，写磁盘的速度远比写内存慢，会拖慢Redis的性能

主从全量同步生成RDB：虽然采用fork子进程生成数据快照，但fork这一瞬间也是会阻塞整个线程的，实例越大，阻塞时间越久

解决办法：

需要业务人员去规避

Redis在4.0推出了lazy-free机制，把bigkey释放内存的耗时操作放在了异步线程中执行，降低对主线程的影响

2、并发量非常大时，单线程读写客户端IO数据存在性能瓶颈，虽然采用IO多路复用机制，但是读写客户端数据依旧是同步IO，只能单线程依次读取客户端的数据，无法利用到CPU多核。

解决办法：

Redis在6.0推出了多线程，可以在高并发场景下利用CPU多核多线程读写客户端数据，进一步提升server性能

当然，只针对客户端的读写是并行的，每个命令的真正操作依旧是单线程的

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