单线程Redis性能为何如此之高？

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Redis的优势

性能高不仅跟线程模型有关，它有很多原因，主要有如下3点：

1. 基于内存；
2. 单线程，但IO多路复用的利用率高；
3. 数据结构为高性能优化。

下面分别阐述。

Redis的优势：基于内存

性能高低都是相对的，Redis是基于内存的数据库，相对的我们拿传统的基于磁盘的数据库进行对比，如图：

其中，Redis数据库基于内存，分场景如下：

1. 数据查询类场景：内存中有全量的数据，可以直接从内存中取得；
2. 数据写入类场景：如果配置的是同步持久化，写入内存的同时，也会写入磁盘，性能有所降低，但是由于Redis使用的是IO多路复用，同时没有线程竞争，因此IO利用率很高。
3. 数据写入类场景：如果配置的是异步持久化，写入内存成功，即响应成功，不用等待磁盘的写入，性能很高。

传统磁盘数据库，分场景如下：

1. 数据查询类场景：从磁盘中索引数据，查询并返回响应；
2. 数据写入类场景：从将数据写入磁盘，同时更新磁盘中的索引文件。

以上可以看出：Redis是基于内存的数据库，大多数操作在内存中完成，内存的IO效率比磁盘要高的多。因此，这是Redis性能高的一个原因。

Redis的优势：单线程，IO多路复用的IO利用率高

Redis是单线程的，通常如果单线程处理效率不高，都开多线程处理，但是Redis这里为什么反到效率高了呢？

1. 多线程存在线程竞争，且有锁的问题，多线程代码逻辑复杂，复杂的逻辑通常带来一定的性能损耗；
2. Redis虽然是单线程，但是它的“I/ O 多路 复 用（ multiplexing）”模型的IO利用率很高。

Redis的“I/ O 多路 复 用”是采用的效率最高的epoll模式，单线程却实现了多客户端接入，以及高IO利用率。如下图：

Redis的优势：数据结构为高性能优化

数据结构的优化主要有以下两点（篇幅有限，在这里就不展开了）：

1. Redis全程采用了Hash结构，因此存取效率非常高；
2. 对于数据的存储内容也进行了压缩，节省了空间占用，也减少了io带宽。