Redis线程模型背后的秘密：Redis到底是单线程还是多线程？
大家好我是wyRain 今天来聊一下Redis是单线程还是多线程
最近离职了所以就有空可以沉淀一下自己的Redis内容 多发点高质量文章
先说结论：
核心处理逻辑：Redis的核心处理架构一直都是单线程的
其它辅助模块也会有一些多线程、多进程的功能 比如：复制模块用的多进程、某些异步流程从4.O开始用的多线程、例如UNLINK、FLUSHALL ASYNC、FLUSHDB ASYNC 等非阻塞的删除操作。
网络I/0解包从6.0开始用的是多线程 但是这种分支模块、都只是辅助、最核心的还是处理架构、这块Redis始终是单线程的。
分析：
-
核心单线程模型：Redis 在处理客户端请求时依然是单线程的。所有的操作都通过事件循环机制进行调度，确保请求按照顺序处理。
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多线程引入的辅助模块：
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网络 I/O 解包：从 Redis 6.0 开始、网络 I/O 解包和一些网络处理（如读取数据、解析命令）引入了多线程机制。这提高了在高并发情况下的性能、减少了 CPU 的阻塞时间。
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复制模块：Redis 的复制操作（例如从节点复制主节点数据）使用了多进程机制来处理数据传输、以便在复制过程中过渡到主从同步时不会阻塞主线程。
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异步删除操作：对于一些耗时的删除操作、如 UNLINK、FLUSHALL ASYNC 和 FLUSHDB ASYNC Redis 从 4.0 开始使用了多线程、以避免这些长时间操作阻塞主线程。
总结：Redis是一个高效的请求处理组件，其核心处理逻辑是单线程的。
尽管Redis的一些辅助模块（如复制模块、异步流程、网络I/O解包）可能会使用多线程或多进程，但这些模块都是辅助性质的，最核心的处理架构始终是单线程的。
高频面试题
Redis为什么选择单线程做核心处理？
Redis选择单线程实现其核心处理模块、主要是因为：
1. 从IO角度来说
(Redis官方回答）：意思就是Redis的定位、是内存k-v存储、是做短平快的热点数据处理、一般来说执行会很快、执行本身不应该成为瓶颈、而瓶颈通常在网络I/O、处理逻辑多线程并不会有太大收益。同时Redis本身秉持简洁高效的理念、代码的简单性、可维护性是Redis一直以来的追求、引入多线程带来的复杂性远比想象的要大、而且多线程本身也会引入额外成本
下面我们分析一下：Redis选择单线程实现其核心处理模块 主要是因为：
-
Redis的定位是内存k-v存储、用于快速处理热点数据、执行速度快、核心操作执行本身不应成为瓶颈。
-
在 Redis 中，瓶颈往往出现在网络 I/O 而非数据处理本身。由于 Redis 的操作大多是 O(1) 或 O(log N) 级别的、处理逻辑上引入多线程的收益并不明显、反而可能因为线程管理的开销而降低性能。
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Redis追求简洁高效的理念、代码的简单性和可维护性是其一直以来的目标。单线程模型不仅有助于代码的简单性和可维护性、还避免了多线程可能带来的复杂性和潜在问题。
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引入多线程带来的复杂性远比想象的要大、而且多线程本身也会引入额外成本。
Redis官方的回答强调了使用流水线技术、Redis在普通Linux系统上每秒可以处理多达100万个请求、因此如果应用程序主要使用O(N)或O(log(N))命令、CPU使用率不会太高。
2. 多线程引入的复杂性是极大的
-
顺序执行特性的改变：多线程的引入会破坏Redis原有的顺序执行特性。为了支持事务的原子性和隔离性，Redis需要引入复杂的实现机制。
-
数据结构的改造：Redis的数据结构在单线程模式下经过了高度优化。如果引入多线程、所有底层数据结构都需要改造以确保线程安全，这将是一项极其复杂的工作。
-
调试和维护的复杂性：多线程模式会使程序调试变得更加复杂和困难、增加额外的开发和运营成本、同时也更容易出错
3.多线程还会带来额外的成本
包括：
-
上下文切换成本，多线程调度需要切换线程上下文、这个操作先存储当前线程的本地数据、程序指针等、然后载入另一个线程数据、这种内核操作的成本不可忽视。
-
同步机制的开销、一些公共资源、在单线程模式下直接访问就行了、多线程需要通过加锁等方式去进行同步、这也是不可忽视的CPU开销
-
一个线程本身也占据内存大小，对Redis这种内存数据库而言，内存非常珍贵，多线程本身带来的内存使用的成本也需要谨慎决策。
总结：
所以综合来看多线程其实会带来非常多的成本、如果将处理模块改为多线程、即使在性能上可能也很难有一个很高的预期毕竟Redis单线程的处理，
总结我们上面看到、多线程会引、入额外的复杂度和成本、而Redis是追求简洁高效的存储组件。
尽管Redis在6.0版本之后为了提高I/O处理性能引入了多线程，但其核心处理逻辑仍然保留为单线程，即使这样6.0之后的复杂性也显著增加。
最终Redis选择单线程、其实是综合考虑成本和收益之后的决策、事实也证明虽然是单线程处理架构、Redis性能还是经受住了考验、并以快而闻名。
面试题：
1. Redis是单线程还是多线程
分析
重点点明核心处理逻辑是单线程的
参考面试回答：
核心处理逻辑Redis一直都是单线程的、其它辅助模块也会有一些多线程、多进程的功能
比如：复制模块用的多进程、某些异步流程从4.O开始用的多线程、例如UNLINK、FLUSHALL ASYNC、FLUSHDB ASYNC 等非阻塞的删除操作。
网络I/0解包从6.0开始用的是多线程、但是这种分支模块、都只是辅助、最核心的还是处理架构、这块Redis始终是单线程的。
2. Redis单线程性能如何
分析
对性能要有个大概的认知、一般业界认知就是Redis的性能是能达到10多w的。
具体而言每个厂商也有偏差、腾讯云2核8G是8-10万
先说结论：
核心处理逻辑、Redis一直都是单线程的、其它辅助模块也会有一些多线程、多进程的功能
比如：复制模块用的多进程、某些异步流程从4.O开始用的多线程、例如UNLINK、FLUSHALL ASYNC、FLUSHDB ASYNC 等非阻塞的删除操作。
网络I/0解包从6.0开始用的是多线程、但是这种分支模块、都只是辅助、最核心的还是处理架构、这块Redis始终是单线程的。
Redis是一个高效的请求处理组件，其核心处理逻辑是单线程的。尽管Redis的一些辅助模块（如复制模块、异步流程、网络I/O解包）可能会使用多线程或多进程，但这些模块都是辅助性质的，最核心的处理架构始终是单线程的。
高频面试题
Redis为什么选择单线程做核心处理
Redis选择单线程实现其核心处理模块、主要是因为：
1. 从IO角度来说
(Redis官方回答）：意思就是Redis的定位、是内存k-v存储、是做短平快的热点数据处理、一般来说执行会很快、执行本身不应该成为瓶颈、而瓶颈通常在网络I/O、处理逻辑多线程并不会有太大收益。同时Redis本身秉持简洁高效的理念、代码的简单性、可维护性是Redis一直以来的追求、引l入多线程带来的复杂性远比想象的要大、而且多线程本身也会引入额外成本、下面我们分析一下：
Redis选择单线程实现其核心处理模块，主要是因为：
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Redis的定位是内存k-v存储，用于快速处理热点数据、执行速度快、执行本身不应成为瓶颈。
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瓶颈通常在网络I/O、处理逻辑多线程并不会有太大收益。
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Redis追求简洁高效的理念、代码的简单性和可维护性是其一直以来的目标。
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引入多线程带来的复杂性远比想象的要大、而且多线程本身也会引入额外成本。
Redis官方的回答强调了使用流水线技术、Redis在普通Linux系统上每秒可以处理多达100万个请求、因此如果应用程序主要使用O(N)或O(log(N))命令、CPU使用率不会太高。
2.多线程引入的复杂性是极大的
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顺序执行特性的改变：多线程的引入会破坏Redis原有的顺序执行特性。为了支持事务的原子性和隔离性，Redis需要引入复杂的实现机制。
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数据结构的改造：Redis的数据结构在单线程模式下经过了高度优化。如果引入多线程、所有底层数据结构都需要改造以确保线程安全，这将是一项极其复杂的工作。
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调试和维护的复杂性：多线程模式会使程序调试变得更加复杂和困难、增加额外的开发和运营成本、同时也更容易出错
3. 多线程还会带来额外的成本
包括：
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上下文切换成本，多线程调度需要切换线程上下文、这个操作先存储当前线程的本地数据、程序指针等、然后载入另一个线程数据、这种内核操作的成本不可忽视。
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同步机制的开销、一些公共资源、在单线程模式下直接访问就行了、多线程需要通过加锁等方式去进行同步、这也是不可忽视的CPU开销
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一个线程本身也占据内存大小、对Redis这种内存数据库而言、内存非常珍贵、多线程本身带来的内存使用的成本也需要谨慎决策。
总结：
所以综合来看多线程其实会带来非常多的成本、如果将处理模块改为多线程、即使在性能上可能也很难有一个很高的预期毕竟Redis单线程的处理，
总结我们上面看到、多线程会引、入额外的复杂度和成本、而Redis是追求简洁高效的存储组件。
尽管Redis在6.0版本之后为了提高I/O处理性能引入了多线程，但其核心处理逻辑仍然保留为单线程，即使这样6.0之后的复杂性也显著增加。
最终Redis选择单线程、其实是综合考虑成本和收益之后的决策、事实也证明虽然是单线程处理架构、Redis性能还是经受住了考验、并以快而闻名。
面试题：
1. Redis是单线程还是多线程
分析
重点点明核心处理逻辑是单线程的
参考面试回答：
核心处理逻辑Redis一直都是单线程的、其它辅助模块也会有一些多线程、多进程的功能
比如：复制模块用的多进程、某些异步流程从4.O开始用的多线程、例如UNLINK、FLUSHALL ASYNC、FLUSHDB ASYNC 等非阻塞的删除操作。
网络I/0解包从6.0开始用的是多线程、但是这种分支模块、都只是辅助、最核心的还是处理架构、这块Redis始终是单线程的。
2. Redis单线程性能如何
分析
对性能要有个大概的认知、一般业界认知就是Redis的性能是能达到10多w的。
具体而言每个厂商也有偏差、腾讯云2核8G是8-10万
