Redis为什么能抗住十万并发？揭秘性能优越的背后原因( 二 ) _Redis

Hash可以用来存储复杂对象。

List可以用来做消息队列、排行榜、计数器、最近访问记录等。

Set可以用来做标签系统、好友关系、共同好友、排名系统、订阅关系等。

Zset可以用来做排行榜、最近访问记录、计数器、好友关系等。

Geo可以用来做位置服务、物流配送、电商推荐、游戏地图等。

HyperLogLog可以用来做用户去重、网站UV统计、广告点击统计、分布式计算等。

Bitmaps可以用来做在线用户数统计、黑白名单统计、布隆过滤器等。

4. 高效的数据结构Redis有6种数据结构sds（简单动态字符串）、ziplist（压缩列表）、linkedlist（链表）、intset（整数集合）、hashtable（字典）、skiplist（跳跃表）。
Redis的8种对象类型底层都是基于这5种数据结构实现的，丰富的数据结构可以减少内存占用和计算复杂度，提高数据操作的效率。

文章插图
5. 单线程模型Redis使用单线程模型，这意味着它只使用一个CPU来处理所有请求。因此， Redis不需要考虑多线程之间的同步、锁、竞争等问题，也不需要花费时间和资源在多线程之间的上下文切换上。这使得Redis的设计和实现更简单，性能和效率更高。
那么， Redis为什么选择单线程模型呢？主要有以下几个原因：

Redis性能瓶颈不在于CPU ，而在于内存和网络。因为Redis使用内存存储数据，所以数据访问非常迅速，不会成为性能瓶颈。此外， Redis的数据操作大多数都是简单的键值对操作，不包含复杂计算和逻辑，因而CPU开销很小。相反， Redis的瓶颈在于内存的容量和网络的带宽，这些问题无法通过增加CPU核心来解决。
Redis的单线程模型可以保证数据的一致性和原子性。由于Redis只有一个线程来处理所有的请求，所以不会出现多个线程同时修改同一个数据的情况，也不需要使用锁或事务来保证数据的一致性和原子性。
Redis的单线程模型可以避免多线程编程的复杂性和难度。例如线程安全、死锁、内存泄漏、竞态条件等，降低了开发和维护的成本和风险。

6. 多路IO复用模型Redis使用单线程模型来处理客户端的请求，但是它能够利用多路I/O复用技术来实现高并发和高吞吐量。
那么，什么是多路I/O复用模型？
多路I/O复用模型是指使用一个线程来监控多个文件描述符（fd）的读写状态，当某个fd准备好执行读或写操作时，就通知相应的事件处理器来处理。这样就避免了阻塞式I/O模型中，单个线程只能等待一个fd的问题，提高了I/O效率和利用率。
例如linux系统中提供了多种多路I/O复用技术的实现方式，如select、poll、epoll等。
7. 总结本文介绍了Redis为什么如此快的原因。
首先， Redis使用内存存储数据，避免了磁盘I/O的开销，提高了数据访问的速度。其次， Redis拥有丰富的对象类型，包含八种类型，满足不同的需求。此外， Redis采用了高效的数据结构，减少了内存占用和计算复杂度。Redis还使用单线程模型，避免了多线程之间的上下文切换和竞争条件，提升了CPU利用率。最后， Redis使用非阻塞I/O多路复用机制，充分利用CPU和网络资源，提高了并发处理能力。