Redis 网络模型：从传统 I/O 到 I/O 多路复用

后端

2023-05-17 12:41:12

深入剖析 Redis 网络模型：从传统 I/O 到 I/O 多路复用

在现代互联网世界中，Redis 作为一款高性能内存数据库，在缓存、消息队列等领域扮演着不可或缺的角色。了解它的网络模型对于全面理解其强大之处至关重要。

传统 I/O 模型：逐个处理，效率低

传统 I/O 模型就好比一个辛勤的邮递员，一次只能为一个收件人送一封信。当收件人较多时，邮递员只能一个个配送，效率十分低下，容易造成堵塞。

I/O 多路复用：同时处理，效率高

与传统 I/O 模型不同，I/O 多路复用就像一位聪明的邮递员，可以同时为多个收件人送信。当有多个收件人时，它会先收集所有信件，然后一起配送，大大提高了效率。

Redis 的选择：I/O 多路复用

Redis 明智地选择了 I/O 多路复用作为其网络模型的基础，因为它能够同时处理多个 I/O 事件，从而大幅提升 Redis 的并发处理能力。

Redis I/O 多路复用实现

Redis 从零开始实现了 I/O 多路复用，利用 select、poll 和 epoll 这三个底层函数。

select： 一种古老的 I/O 多路复用函数，可监视多个文件符，但效率较低，且监视数量有限。
poll： 比 select 更高效的 I/O 多路复用函数，可监视更多文件符，效率也更高。
epoll： 比 poll 更高效的 I/O 多路复用函数，可监视更多文件描述符，效率更高。

实例演示：Redis 如何处理并发连接

为了深入理解 Redis 如何利用 I/O 多路复用处理海量并发连接，我们提供了一个示例代码。

import socket
import select

# 创建 Redis 服务器
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 6379))
server.listen(5)

# 初始化 I/O 多路复用
epoll = select.epoll()
epoll.register(server.fileno(), select.EPOLLIN)

# 主循环
while True:
    # 监听事件
    events = epoll.poll()

    # 处理事件
    for fileno, event in events:
        if fileno == server.fileno():
            # 新连接
            conn, addr = server.accept()
            epoll.register(conn.fileno(), select.EPOLLIN)
        else:
            # 已连接的客户端
            data = conn.recv(1024)
            if data:
                # 处理请求
                conn.send(data)
            else:
                # 关闭连接
                epoll.unregister(conn.fileno())
                conn.close()