多线程IO
Redis 6引入多线程IO,但多线程部分只是用来处理网络数据的读写和协议解析,执行命令仍然是单线程。之所以这么设计是不想因为多线程而变得复杂,需要去控制 key、lua、事务,LPUSH/LPOP 等等的并发问题。
灵魂拷问
Redis6.0之前的版本真的是单线程吗?
Redis在处理客户端的请求时,包括获取 (socket 读)、解析、执行、内容返回 (socket 写) 等都由一个顺序串行的主线程处理,这就是所谓的“单线程”。但如果严格来讲从Redis4.0之后并不是单线程,除了主线程外,它也有后台线程在处理一些较为缓慢的操作,例如清理脏数据、无用连接的释放、大 key 的删除等等。
Redis6.0之前为什么一直不使用多线程?
官方曾做过类似问题的回复:使用Redis时,几乎不存在CPU成为瓶颈的情况, Redis主要受限于内存和网络。例如在一个普通的Linux系统上,Redis通过使用pipelining每秒可以处理100万个请求,所以如果应用程序主要使用O(N)或O(log(N))的命令,它几乎不会占用太多CPU。
使用了单线程后,可维护性高。多线程模型虽然在某些方面表现优异,但是它却引入了程序执行顺序的不确定性,带来了并发读写的一系列问题,增加了系统复杂度、同时可能存在线程切换、甚至加锁解锁、死锁造成的性能损耗。Redis通过AE事件模型以及IO多路复用等技术,处理性能非常高,因此没有必要使用多线程。单线程机制使得 Redis 内部实现的复杂度大大降低,Hash 的惰性 Rehash、Lpush 等等 “线程不安全” 的命令都可以无锁进行。
Redis6.0为什么要引入多线程呢?
Redis将所有数据放在内存中,内存的响应时长大约为100纳秒,对于小数据包,Redis服务器可以处理80,000到100,000 QPS,这也是Redis处理的极限了,对于80%的公司来说,单线程的Redis已经足够使用了。
但随着越来越复杂的业务场景,有些公司动不动就上亿的交易量,因此需要更大的QPS。常见的解决方案是在分布式架构中对数据进行分区并采用多个服务器,但该方案有非常大的缺点,例如要管理的Redis服务器太多,维护代价大;某些适用于单个Redis服务器的命令不适用于数据分区;数据分区无法解决热点读/写问题;数据偏斜,重新分配和放大/缩小变得更加复杂等等。
从Redis自身角度来说,因为读写网络的read/write系统调用占用了Redis执行期间大部分CPU时间,瓶颈主要在于网络的 IO 消耗, 优化主要有两个方向:
• 提高网络 IO 性能,典型的实现比如使用 DPDK 来替代内核网络栈的方式
• 使用多线程充分利用多核,典型的实现比如 Memcached。协议栈优化的这种方式跟 Redis 关系不大,支持多线程是一种最有效最便捷的操作方式。所以总结起来,redis支持多线程主要就是两个原因:
• 可以充分利用服务器 CPU 资源,目前主线程只能利用一个核
• 多线程任务可以分摊 Redis 同步 IO 读写负荷
Redis6.0默认是否开启了多线程?
Redis6.0的多线程默认是禁用的,只使用主线程。如需开启需要修改redis.conf配置文件:io-threads-do-reads yes
Redis6.0多线程开启时,线程数如何设置?
开启多线程后,还需要设置线程数,否则是不生效的。同样修改redis.conf配置文件
关于线程数的设置,官方有一个建议:4核的机器建议设置为2或3个线程,8核的建议设置为6个线程,线程数一定要小于机器核数。还需要注意的是,线程数并不是越大越好,官方认为超过了8个基本就没什么意义了。
重新设计了客户端缓存功能
实现了Client-side-caching(客户端缓存)功能。放弃了caching slot,而只使用key names。
支持SSL
连接支持SSL,更加安全。
ACL权限控制
- 支持对客户端的权限控制,实现对不同的key授予不同的操作权限。
- 有一个新的ACL日志命令,允许查看所有违反ACL的客户机、访问不应该访问的命令、访问不应该访问的密钥,或者验证尝试失败。这对于调试ACL问题非常有用。
提升了RDB日志加载速度
根据文件的实际组成(较大或较小的值),可以预期20/30%的改进。当有很多客户机连接时,信息也更快了,这是一个老问题,现在终于解决了。
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