Redis线程模型

SYLGGTC0015

381人浏览 · 2026-03-28 14:56:06

SYLGGTC0015 · 2026-03-28 14:56:06 发布

⼀、Redis是什么？

Redis 全称 REmote DIctionary Server，远程字典服务，是⼀个完全开源的，⾼性能的Key-Value数据库。官网地址： https://redis.io/。

核心总结：

数据结构复杂
Redis相⽐于传统的K-V型数据库，能够⽀撑更更复杂的数据类型。这意味着Redis 已经远远超出了缓存的范围，可以实现很多复杂的业务场景。并且还在不断发展更多的业务场景。
数据保存在内存，但是持久化到硬盘
数据全部保存在内存，意味着Redis进⾏数据读和写的性能⾮常⾼。是集中式缓存的不⼆之选数据持久化到硬盘，意味着Redis上保存的数据是⾮常安全的。⽬前Redis完全可以当做⼀个数据库来⽤。

所以，官⽅对Redis的作用，也已经定位成了三个方面：Cache(缓存)，Database(数据库)，Vector Search(向量搜索)。

⼆、Redis到底是单线程还是多线程？

整体来说，Redis的整体线程模型可以简单解释为客户端多线程，服务端单线程。
Redis为了能够与更多的客户端进行连接，还是使⽤的多线程来维护与客户端的Socket连接。但是，在服务端，Redis响应网络IO和键值对读写的请求，则是由⼀个单独的主线程完成的。Redis基于epoll实现了IO多路复⽤，这就可以⽤⼀个主线程同时响应多个客户端Socket连接的请求。

三、Redis如何保证指令原⼦性

1、复合指令

Redis内部提供了很多复合指令，他们是⼀个指令，可是明显干着多个指令的活。比如 MSET(HMSET)、GETSET、SETNX、SETEX。这些复合指令都能很好的保持原子性。

2、Redis事务

像MySQL⼀样，Redis也提供了事务机制。

127.0.0.1:6379> help @transactions
DISCARD (null) -- 放弃事务
summary: Discards a transaction.
since: 2.0.0

EXEC (null) -- 执⾏事务
summary: Executes all commands in a transaction.
since: 1.2.0

MULTI (null) -- 开启事务
summary: Starts a transaction.
since: 1.2.0

UNWATCH (null) --去掉监听
summary: Forgets about watched keys of a transaction.
since: 2.2.0

WATCH key [key ...] --监听某⼀个key的变化。key有变化后，就执⾏当前事务
summary: Monitors changes to keys to determine the execution of a
transaction.
since: 2.2.0

Redis的事务并不是像数据库的事务那样，保证事务中的指令⼀起成功或者⼀起失败。Redis的事务作用，仅仅只是保证事务中的原⼦操作是⼀起执行，而不会在执行过程中被其他指令加塞。

3、Pipeline（管道）

在Linux上编辑⼀个⽂件 command.txt。⽂件中可以包含⼀系列的指令。然后在客户端执行redis-cli指令时，就可以直接执行这个⽂件中的指令。
如果你有⼤批量的数据需要快速写⼊到Redis中，这种方式可以⼀定程度提⾼执行效率。核心作用：优化RTT(round-trip time)。
RTT：当客户端执行⼀个指令，数据包需要通过网络从Client传到Server，然后再从Server返回到Client。这个中间的时间消耗，就称为RTT(Rount Trip Time)。

Pipeline不具备原子性，它只是将多条命令发送到服务端，最终还是可能会被其他客户端的指令加塞的，虽然这种概率通常⽐较⼩。所以在Pipeline中通常不建议进行复杂的数据操作。Pipeline机制适合做⼀些在⾮热点时段进行的数据调整任务。

4、lua脚本

lua是⼀种小巧的脚本语言，他拥有很多高级语言的特性。lua语言最⼤的特点是他的线程模型是单线程的模式。这使得lua天生就非常适合⼀些单线程模型的中间件。比如Redis,Nginx等都非常适合接入lua语言进行功能定制。所以，在Redis中执行一段lua脚本，天然就是原子性的。

EVAL script numkeys [key [key ...]] [arg [arg ...]]

script参数是⼀段Lua脚本程序，它会被运⾏在Redis服务器上下⽂中，这段脚本不必(也不应该)定义为⼀ 个Lua函数。

numkeys参数⽤于指定键名参数的个数。键名参数 key [key ...] 从EVAL的第三个参数开始算 起，表示在脚本中所⽤到的那些Redis键(key)，这些键名参数可以在 Lua中通过全局变量KEYS数组，⽤1 为基址的形式访问( KEYS[1] ，KEYS[2] ，以此类推)。

在命令的最后，那些不是键名参数的附加参数 arg [arg ...] ，可以在Lua中通过全局变量ARGV数组访问， 访问的形式和KEYS变量类似( ARGV[1] 、 ARGV[2]，诸如此类)。

在lua脚本中，可以使⽤redis.call函数来调⽤Redis的命令。

-- 调整1号商品的库存。如果库存⼩于10，就设置为10

eval "local initcount = redis.call('get', KEYS[1])
local a = tonumber(initcount) 
local b = tonumber(ARGV[1]) 
if a >= b then redis.call('set', KEYS[1], a) 
return 1 end 
redis.call('set', KEYS[1], b) 
return 0 " 1 "stock_1" 10

使⽤lua注意点

不要在Lua脚本中出现死循环和耗时的运算，否则redis会阻塞，将不接受其他的命令。相⽐之下，管道pipeline不会阻塞redis。
尽量使⽤只读脚本
只读脚本是Redis7中新增的⼀种脚本执行⽅法，表示那些不修改Redis数据集的只读脚本。需要在脚本上加上⼀个只读的标志，并通过指令EVAL_RO触发。在只读脚本中不允许执行任何修改数据集的操作，并且可以随时使⽤SCRIPT_KILL指令停⽌。使⽤只读脚本的好处⼀⽅⾯在于可以限制某些⽤户的操作。另⼀⽅⾯，这些只读脚本通常都可以转移到备份节点执行，从⽽减轻Redis的压⼒。
热点脚本可以缓存到服务端

四、Redis高性能体现

Redis 的高性能可以概括为：基于内存的闪电级存储，结合单线程与多路复用的高效调度，辅以精雕细琢的数据结构实现，并通过子进程与渐进式算法避免了重量级操作对主线程的影响。

1.纯内存操作

数据存储位置：Redis 的所有数据都存储在内存中，而传统数据库（如 MySQL）的数据主要存储在磁盘上。
读写速度差异：内存的读写速度通常在纳秒级，而磁盘的读写速度在毫秒级。内存的访问速度比磁盘快几个数量级，避免了磁盘 I/O 带来的巨大延迟。

2.高效的数据结构

Redis 不仅仅是一个简单的 Key-Value 存储，它针对不同的业务场景设计了多种底层高效的数据结构。

多样化的数据结构：提供了 String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、Sorted Set（有序集合）等。
底层编码优化：Redis 会根据存储数据的大小和数量，动态选择最节省内存且访问速度最快的底层编码方式。例如，对于较小的 Hash 表，它会使用压缩列表 ziplist，而非哈希表，从而减少内存碎片和指针跳转。