Redis 例子 redis的nio

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mob6454cc67e023 2023-06-21 22:22:11

文章标签 Redis 例子 java redis 客户端数据 文章分类 Redis 数据库

关于BIO，NIO，AIO

BIO是一个连接一个线程。BIO是同步阻塞

NIO是一个请求一个线程。NIO是同步非阻塞

AIO是一个有效请求一个线程。AIO是异步非阻塞。

redis为什么效率高，查询快？

1.C语言实现，执行速度快

2.纯内存操作，数据读写在内存中

3.基于非阻塞的I/O多路复用机制

4.单线程避免了上下文切换

redis为什么使用单线程模型？

redis的单线程模型指的是文件事件处理器单线程，即单线程的处理请求。它在内存中执行的操作耗时很快，以至于多线程带来的收益小于其上下文切换和锁管理的消耗。redis 核心就是如果我的数据全都在内存里，我单线程的去操作就是效率最高的，为什么呢，因为多线程的本质就是 CPU 模拟出来多个线程的情况，这种模拟出来的情况就有一个代价，就是上下文的切换，对于一个内存的系统来说，它没有上下文的切换就是效率最高的。redis 用单个CPU 绑定一块内存的数据，然后针对这块内存的数据进行多次读写的时候，都是在一个CPU上完成的，所以它是单线程处理这个事。在内存的情况下，这个方案就是最佳方案

记住：io多路复用本来就是用来解决对多个I/O监听时,一个I/O阻塞影响其他I/O的问题,跟多线程没关系，并不是为了通过IO多路复用的方式实现多线程的效果。

IO多路复用中的IO指的是网络IO，多路指的是多路指的是多个TCP 连接（Socket 或Channel），复用指的是复用一个线城。

redis分客户端和服务端，一次完整的redis请求事件有多个阶段（客户端到服务器的网络连接-->redis读写事件发生-->redis服务端的数据处理-->数据返回）。

首先，客户端和服务器是socket通信方式，socket服务端监听可同时接受多个客户端请求。redis的客户端与服务器端通信是基于TCP连接（不懂去看，基础很重要），第一阶段仅仅是建立了客户端到服务器的网络连接，然后才是发生第二阶段的读写事件。完成了上一个阶段的网络连接，redis客户端开始真正向服务器发起读写事件。服务端完成了第二阶段的数据接收，接下来开始依据接收到的数据做逻辑处理，然后得到处理后的数据。当reids服务端数据处理完后就会立即返回处理后的数据。

客户端与服务端建立连接交由socket，可以同时建立多个连接（这里应该是多线程/多进程），建立的连接redis是知道的，然后redis会基于这些建立的连接去探测哪个连接已经接收完了客户端的请求数据（注意：不是探测哪个连接建立好了，而是探测哪个接收完了请求数据），一旦探测到则基于接收到的数据开始数据处理阶段，然后返回数据，再继续探测下一个已经接收完请求数据的网络连接。注意，从接受socket到数据处理再到数据返回，全程单线程。这应该就是所谓的redis单线程。

Redis 例子 redis的nio_数据

文件事件处理器

redis基于reactor模式开发了网络事件处理器，这个处理器叫做文件事件处理器，file event handler。这个文件事件处理器，是单线程的，redis才叫做单线程的模型，采用IO多路复用机制同时监听多个socket，根据socket上的事件来选择对应的事件处理器来处理这个事件。

如果被监听的socket准备好执行accept、read、write、close等操作的时候，跟操作对应的文件事件就会产生，这个时候文件事件处理器就会调用之前关联好的事件处理器来处理这个事件。

文件事件处理器是单线程模式运行的，但是通过IO多路复用机制监听多个socket，可以实现高性能的网络通信模型，又可以跟内部其他单线程的模块进行对接，保证了redis内部的线程模型的简单性。

文件事件处理器的结构包含4个部分：多个socket，IO多路复用程序，文件事件分派器，事件处理器（命令请求处理器、命令回复处理器、连接应答处理器，等等）。

多个socket可能并发的产生不同的操作，每个操作对应不同的文件事件，但是IO多路复用程序会监听多个socket，但是会将socket放入一个队列中排队，每次从队列中取出一个socket给事件分派器，事件分派器把socket给对应的事件处理器。

然后一个socket的事件处理完之后，IO多路复用程序才会将队列中的下一个socket给事件分派器。文件事件分派器会根据每个socket当前产生的事件，来选择对应的事件处理器来处理。

文件事件

当socket变得可读时（比如客户端对redis执行write操作，或者close操作），或者有新的可以应答的sccket出现时（客户端对redis执行connect操作），socket就会产生一个AE_READABLE事件。

当socket变得可写的时候（客户端对redis执行read操作），socket会产生一个AE_WRITABLE事件。

IO多路复用程序可以同时监听AE_REABLE和AE_WRITABLE两种事件，要是一个socket同时产生了AE_READABLE和AE_WRITABLE两种事件，那么文件事件分派器优先处理AE_REABLE事件，然后才是AE_WRITABLE事件。

文件事件处理器

如果是客户端要连接redis，那么会为socket关联连接应答处理器

如果是客户端要写数据到redis，那么会为socket关联命令请求处理器

如果是客户端要从redis读数据，那么会为socket关联命令回复处理器

客户端与redis通信的一次流程：

在redis启动初始化的时候，redis会将连接应答处理器跟AE_READABLE事件关联起来，接着如果一个客户端跟redis发起连接，此时会产生一个AE_READABLE事件，然后由连接应答处理器来处理跟客户端建立连接，创建客户端对应的socket，同时将这个socket的AE_READABLE事件跟命令请求处理器关联起来。当客户端向redis发起请求的时候（不管是读请求还是写请求，都一样），首先就会在socket产生一个AE_READABLE事件，然后由对应的命令请求处理器来处理。这个命令请求处理器就会从socket中读取请求相关数据，然后进行执行和处理。接着redis这边准备好了给客户端的响应数据之后，就会将socket的AE_WRITABLE事件跟命令回复处理器关联起来，当客户端这边准备好读取响应数据时，就会在socket上产生一个AE_WRITABLE事件，会由对应的命令回复处理器来处理，就是将准备好的响应数据写入socket，供客户端来读取。命令回复处理器写完之后，就会删除这个socket的AE_WRITABLE事件和命令回复处理器的关联关系。