二、redis为什么那么快？

 1.redis 到底有多块

Redis采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 KV 数据库，由C语言编写，官方提供的数据是可以达到100000+的QPS（每秒内查询次数）。这个数据不比采用单进程多线程的同样基于内存的 KV 数据库 Memcached 差！

2.redis 性能测试

1〉主要观点：

　　a.可以使用redis-benchmark对Redis的性能进行评估，命令行提供了普通/流水线方式、不同压力评估特定命令的性能的功能。

　　b.redis性能卓越，作为key-value系统最大负载数量级为10W/s， set和get耗时数量级为10ms和5ms。使用流水线的方式可以提升redis操作的性能。

2〉测试工具

　　Redis包含的redis-benchmark实用程序可模拟N个客户端同时发送M个总查询的运行命

　　

 

测试结果，我也不知道为什么这么低，后面找时间再研究

非流水线：　

D:\Program Files\redis\redis3.2>redis-benchmark -r 1000000 -n 2000000 -t get,set,lpush,lpop -q
SET: 2797.27 requests per second
GET: 2647.28 requests per second
LPUSH: 2577.08 requests per second
LPOP: 2961.03 requests per second　

流水线：　

D:\Program Files\redis\redis3.2>redis-benchmark -r 1000000 -n 2000000 -t get,set,lpush,lpop -q -P 16
SET: 45220.22 requests per second
GET: 48659.43 requests per second
LPUSH: 46605.93 requests per second
LPOP: 46154.20 requests per second

修改-P 的参数后

D:\Program Files\redis\redis3.2>redis-benchmark -r 1000000 -n 2000000 -t get,set,lpush,lpop -q -P 100
SET: 223363.84 requests per second
GET: 235710.09 requests per second
LPUSH: 257765.19 requests per second
LPOP: 242483.02 requests per second

3.redis 为什么那么快

1〉基于内存操作

　　1）硬盘数据库的工作模式：
　　

 

 

 

（2）内存数据库的工作模式：
　　

 

 

 2〉单线程：

　　Redis使用单个线程处理请求，避免了多个线程之间线程切换和锁资源争用的开销

 3〉优化的数据结构：

　　Redis有诸多可以直接应用的优化数据结构的实现，应用层可以直接使用原生的数据结构提升性能

 4〉非阻塞IO：

Redis使用多路复用IO技术

select机制

基本原理：select 函数监视的文件描述符分3类，分别是writefds、readfds、和exceptfds。调用后select函数会阻塞，直到有描述符就绪(有数据 可读、可写、或者有except)，或者超时(timeout指定等待时间，如果立即返回设为null即可)，函数返回。当select函数返回后，可以通过遍历fdset，来找到就绪的描述符。

缺点：每次调用select，都需要把fd_set集合从用户态拷贝到内核态，如果fd_set集合很大时，那这个开销也很大；同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd_set，如果fd_set集合很大时，那这个开销也很大；为了减少数据拷贝带来的性能损坏，内核对被监控的fd_set集合大小做了限制，并且这个是通过宏控制的，大小不可改变(限制为1024)　

poll机制

poll的机制与select类似，管理多个描述符也是进行轮询，根据描述符的状态进行处理

但是poll没有最大文件描述符数量的限制，poll改变了文件描述符集合的描述方式，使用了pollfd结构而不是select的fd_set结构，使得poll支持的文件描述符集合限制远大于select的1024

epoll机制

基本原理：epoll支持水平触发和边缘触发，最大的特点在于边缘触发，它只告诉进程哪些fd刚刚变为就绪态，并且只会通知一次。还有一个特点是，epoll使用“事件”的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知。

优点：1、epoll没有描述符个数限制，使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关心的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次。2、是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率，原因就是获取事件的时候，它无须遍历整个被侦听的描述符集，只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了。

 

因为Redis 为每个 I/O 多路复用函数库都实现了相同的API，所以I/O多路复用程序的底层实现是可以互换的。

Redis 在 I/O 多路复用程序的实现源码中用 #include 宏定义了相应的规则，程序会在编译时自动选择系统中性能最高的 I/O 多路复用函数库来作为 Redis 的 I/O 多路复用程序的底层实现(ae.c文件)：

/* Include the best multiplexing layer supported by this system.
 * The following should be ordered by performances, descending. */
#ifdef HAVE_EVPORT
#include "ae_evport.c"
#else
    #ifdef HAVE_EPOLL
    #include "ae_epoll.c"
    #else
        #ifdef HAVE_KQUEUE
        #include "ae_kqueue.c"
        #else
        #include "ae_select.c"
        #endif
    #endif
#endif