io多路復用簡單來說就是一個線程處理多個網絡請求。

我們知道epoll in 的事件觸發是可讀了，這個比較好理解，比如一個連接過來，或者一個數據發送過來了，那麼in事件就觸發了，那麼out事件是如何觸發的呢？緩衝區可寫(有空的區域)，就可以觸發，epoll有兩種模式LT(水平觸發)和ET(邊緣觸發)，LT模式下，主要緩衝區數據一次沒有處理完，那麼下次epoll_wait返回時，還會返回這個句柄；而ET模式下，緩衝區數據處理一次就結束，下次是不會再通知了，只在第一次返回．所以在ET模式下，一般是通過while循環，一次性讀完全部數據．epoll默認使用的是LT。

socket的緩衝區已經滿了，此時無法繼續send。此時異步程序的正確處理流程是調用epoll_wait，當socket緩衝區中的數據被對方接收之後，緩衝區就會有空閑空間可以繼續往裏面寫數據，此時epoll_wait就會返回這個socket的EPOLLOUT事件，獲得這個事件時，你就可以繼續往socket中寫出數據。

redis的epoll使用的是默認的LT模式，只要寫緩衝區可寫時，就會不斷的觸發可寫事件，為了避免一直觸發可寫事件，redis是在有數據可寫的時候註冊寫事件，寫完之後就取消寫事件的註冊

epoll內部數據結構為紅黑樹和鏈表，紅黑樹保存了所有socket和監聽的事件信息，鏈表保存的是就緒的socket信息，就是那些就緒socket已經幫你整理好了。

那麼，這個準備就緒list鏈表是怎麼維護的呢？當我們執行epoll_ctl時，除了把socket放到epoll文件系統里file對象對應的紅黑樹上之外，還會給內核中斷處理程序註冊一個回調函數，告訴內核，如果這個句柄的中斷到了，就把它放到準備就緒list鏈表裡。所以，當一個socket上有數據到了，內核在把網卡上的數據copy到內核中後就來把socket插入到準備就緒鏈表裡了。

如此，一顆紅黑樹，一張準備就緒句柄鏈表，少量的內核cache，就幫我們解決了大並發下的socket處理問題。執行epoll_create時，創建了紅黑樹和就緒鏈表，執行epoll_ctl時，如果增加socket句柄，則檢查在紅黑樹中是否存在，存在立即返回，不存在則添加到樹榦上，然後向內核註冊回調函數，用於當中斷事件來臨時向準備就緒鏈表中插入數據。執行epoll_wait時立刻返回準備就緒鏈表裡的數據即可。

 

 

以前我一直在想一個問題：如果一個redis命令很長，redis接收處理這個命令就要100毫秒，那麼別的命令會不會延遲100毫秒呢？後續命令處理會不會像消息隊列一樣積壓呢？

答案：不會。

上面我們已經說了epoll的原理，它不是讓我們一次處理完一個命令後，再去處理另一個命令，epoll是幫我們一次接收多個命令的部分數據（如果命令很短則是完整的數據），每個socket都有一個緩衝區，寫滿了就不能寫了，需要讀出來後才能繼續往裏面寫，redis為每個client分配了一個變長緩衝區，從socket中讀出後存在緩衝區中，當接收到一個完整的命令，就解析並執行這個命令，然後把緩衝區後面的數據往前移動，反覆利用這塊內存，當這塊內存超過一定值後就會釋放，在需要的時候重新分配一塊內存

也就是說epoll的水平觸發模式將一個較長的命令請求分成了多次接收，一次能接收多個命令的請求，天生就只支持高並發的，加上redis會將耗時的命令會分多次處理，保證了我們的讀寫操作都很快。

綜述單線程高性能的原因：

• 1：純內存操作本來就很快
• 2：redis使用epoll支持io多路復用，天生支持高並發請求
• 3：redis將耗時的操作分多次處理，保證每次處理的時間都很短，保證了讀寫性能，如果數據很長的話處理時間就會變長，所以redis不建議保存太長的數據

還有redis6.0實現了多線程的功能，性能至少翻倍，那你還要問題單線程為什麼性能高嗎？而且還是在數據的接收解析和數據的發送使用多線程的情況下，性能就至少翻倍了。可能是為了保證代碼的簡潔性，作者不願意使用多線程，為了提升性能用了多線程，也是部分功能使用多線程，操作redis數據庫的邏輯還是單線程，如果數據是寫少讀多的情況下，採用多線程讀寫鎖性能會不會提升很多呢？

所以redis一開始採用單線程的原因：

• 1：代碼簡潔又簡單 
• 2：性能已經很好了
• 3：性能不夠我再搞多線程嗎

 

文件事件主要是網絡I/O的讀寫，請求的接收和回復。時間事件就是單次/多次執行的定時器，如主從複製、定時刪除過期數據、字典rehash等。

redis所有核心功能都是跑在主線程中的，像aof文件落盤操作是在子線程中執行的，那麼在高並發情況下它是怎麼做到高性能的呢？

由於這兩種事件在同一個線程中執行，就會出現互相影響的問題，如時間事件到了還在等待/執行文件事件，或者文件事件已經就緒卻在執行時間事件，這就是單線程的缺點，所以在實現上要將這些影響降到最低。那麼redis是怎麼實現的呢？

定時執行的時間事件保存在一個鏈表中，由於鏈表中任務沒有按照執行時間排序，所以每次需要掃描單鏈表，找到最近需要執行的任務，時間複雜度是O(N)，redis敢這麼實現就是因為這個鏈表很短，大部分定時任務都是在serverCron方法中被調用。從現在開始到最近需要執行的任務的開始時間，時長定位T，這段時間就是屬於文件事件的處理時間，以epoll為例，執行epoll_wait最多等待的時長為T，如果有就緒任務epoll會返回所有就緒的網絡任務，存在一個數組中，這時我們知道了所有就緒的socket和對應的事件（讀、寫、錯誤、掛斷），然後就可以接收數據，解析，執行對應的命令函數。

如果最近要執行的定時任務時間已經過了，那麼epoll就不會阻塞，直接返回已經就緒的網絡事件，即不等待。

總之單線程，定時事件和網絡事件還是會互相影響的，正在處理定時事件網絡任務來了，正在處理網絡事件定時任務的時間到了。所以redis必須保證每個任務的處理時間不能太長。