14 Redis的IO多路复用模型

曾经终败给现在 2022-11-25 11:59 147阅读 0赞

#### Redis线程模型 ####

*  Redis是跑在单线程的，所有的操作都是按顺序线性执行的，由于读写操作需要等待用户输入或者输出是阻塞的，所以某一个文件I/O阻塞会导致整个进程无法对其他客户提供服务，I/O多路复用就是为了解决这个问题而出现的。
 *  在I/O多路复用模型中，有几个很重要的函数，比如select、poll、epoll，这些函数能够同时监控多个文件描述符的可读可写情况，当其中某些文件描述符可读可写时，函数就会返回可读可写的文件描述符。
 *  文件事件处理器使用I/O多路复用模块同时监听多个文件描述符，虽然整个文件事件处理器是在单线程上运行的，但是通过I/O多路复用模块的引入，实现了同时对多个文件描述符读写的监控，提高了网络模型的性能。

##### 什么是阻塞IO #####

*  阻塞I/O 当对某个文件描述符进行读写时，如果当前文件描述符不可读或者不可写，那么线程就会阻塞在那里，无法对其他操作做出相应。导致整个服务不可用。所以在需要处理多个客户端任务时，往往不会用阻塞模型。

#### I/O多路复用模块： ####

I/O多路复用模块封装了底层的select、epoll等函数，Redis会根据编译平台的不同选择不同的I/O多路复用函数，select是作为一个保底的方案，linux环境下会选择epoll。

#### select、poll、epoll的区别 ####

###### select--------->时间复杂度是O(n) ######

*  因为当有I/O事件发生时，select采用的是无差别轮询的方式遍历所有的流，找出能读或者能写的流，再对他们进行操作。这个无差别轮询的事件复杂度是O(n)  
    监听的fd数量有限制，32位机试1024个，64位机试2048个。

###### poll------------>时间复杂度是O(n) ######

*  poll本质上和select没有区别，但是他没有最大连接数的限制，因为他是基于链表来存储的。

###### epoll------------>时间复杂度是O(1) ######

*  epoll会把哪个流发送了什么时间通知我们，时间复杂度降到了O(1)。  
    epoll注册响应事件的方式，当有响应事件发生时采取相应的措施，并把准备就绪的事件放入链表中，从而epoll只关心链表中是否有数据即可。
 *  select、poll、epoll都是I/O多路复用的机制，是同步I/O，他们都需要在读写事件就绪后，自己负责读写，这个读写的过程是阻塞的，而异步I/O无需自己进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。
 *  Linux 中一切皆文件，比如 C++ 源文件、视频文件、Shell脚本、可执行文件等，就连键盘、显示器、鼠标等硬件设备也都是文件。一个 Linux 进程可以打开成百上千个文件，为了表示和区分已经打开的文件，Linux 会给每个文件分配一个编号（一个 ID），这个编号就是一个整数，被称为文件描述符（File Descriptor）

参考链接：https://www.cnblogs.com/aspirant/p/9166944.html  
https://www.cnblogs.com/john8169/p/9780484.html