redis 和 memcached 有什麼區別？為什麼 redis 單執行緒卻能支撐高並發？

2019 年 11 月 22 日
筆記

redis 和 memcached 有啥區別？

redis 支援複雜的數據結構

redis 相比 memcached 來說，擁有更多的數據結構，能支援更豐富的數據操作。如果需要快取能夠支援更複雜的結構和操作， redis 會是不錯的選擇。

redis 原生支援集群模式

在 redis3.x 版本中，便能支援 cluster 模式，而 memcached 沒有原生的集群模式，需要依靠客戶端來實現往集群中分片寫入數據。

性能對比

由於 redis 只使用單核，而 memcached 可以使用多核，所以平均每一個核上 redis 在存儲小數據時比 memcached 性能更高。而在 100k 以上的數據中，memcached 性能要高於 redis，雖然 redis 最近也在存儲大數據的性能上進行優化，但是比起 memcached，還是稍有遜色。

redis 的執行緒模型

redis 內部使用文件事件處理器 file event handler，這個文件事件處理器是單執行緒的，所以 redis 才叫做單執行緒的模型。它採用 IO 多路復用機制同時監聽多個 socket，根據 socket 上的事件來選擇對應的事件處理器進行處理。

文件事件處理器的結構包含 4 個部分：

多個 socket
IO 多路復用程式
文件事件分派器
事件處理器（連接應答處理器、命令請求處理器、命令回復處理器）

多個 socket 可能會並發產生不同的操作，每個操作對應不同的文件事件，但是 IO 多路復用程式會監聽多個 socket，會將 socket 產生的事件放入隊列中排隊，事件分派器每次從隊列中取出一個事件，把該事件交給對應的事件處理器進行處理。

來看客戶端與 redis 的一次通訊過程：

客戶端 socket01 向 redis 的 server socket 請求建立連接，此時 server socket 會產生一個 AE_READABLE 事件，IO 多路復用程式監聽到 server socket 產生的事件後，將該事件壓入隊列中。文件事件分派器從隊列中獲取該事件，交給連接應答處理器。連接應答處理器會創建一個能與客戶端通訊的 socket01，並將該 socket01 的 AE_READABLE 事件與命令請求處理器關聯。

假設此時客戶端發送了一個 set key value 請求，此時 redis 中的 socket01 會產生 AE_READABLE 事件，IO 多路復用程式將事件壓入隊列，此時事件分派器從隊列中獲取到該事件，由於前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已經與命令請求處理器關聯，因此事件分派器將事件交給命令請求處理器來處理。命令請求處理器讀取 socket01 的 key value 並在自己記憶體中完成 key value 的設置。操作完成後，它會將 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回復處理器關聯。

如果此時客戶端準備好接收返回結果了，那麼 redis 中的 socket01 會產生一個 AE_WRITABLE 事件，同樣壓入隊列中，事件分派器找到相關聯的命令回復處理器，由命令回復處理器對 socket01 輸入本次操作的一個結果，比如 ok，之後解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回復處理器的關聯。

這樣便完成了一次通訊。

為啥 redis 單執行緒模型也能效率這麼高？

純記憶體操作
核心是基於非阻塞的 IO 多路復用機制
單執行緒反而避免了多執行緒的頻繁上下文切換問題

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