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Redis運(yùn)行之邏：實(shí)現(xiàn)超高性能的秘籍
Redis是一款高性能的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)，常用于緩存、消息隊(duì)列、數(shù)據(jù)持久化等場(chǎng)景中。它擁有非常高的讀寫性能和可靠性，并且支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和豐富的命令。Redis的高性能得益于其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理，本篇文章將介紹Redis的一些內(nèi)部機(jī)制和優(yōu)化技巧，幫助讀者更好地理解Redis并且優(yōu)化Redis性能。
1. 內(nèi)存管理
Redis是一款基于內(nèi)存的存儲(chǔ)系統(tǒng)，內(nèi)存管理的效率直接影響系統(tǒng)性能。Redis的內(nèi)存管理可以劃分為以下幾個(gè)方面：
（1）內(nèi)存分配
Redis使用jemalloc作為內(nèi)存分配器，相比于libc自帶的malloc，它能更好地管理內(nèi)存碎片，提高內(nèi)存管理的效率和性能。
（2）內(nèi)存回收
Redis采用基于惰性回收的內(nèi)存回收機(jī)制，也就是內(nèi)存不會(huì)實(shí)時(shí)回收，而是等到達(dá)到一定閾值時(shí)再進(jìn)行回收。這種設(shè)計(jì)可以有效減少內(nèi)存回收的頻率和對(duì)性能的影響。
（3）內(nèi)存優(yōu)化
Redis支持各種內(nèi)存優(yōu)化技巧，如數(shù)據(jù)壓縮、LZF壓縮、對(duì)象共享等。這些技巧可以減少內(nèi)存使用量，提高系統(tǒng)性能。
2. IO模型
Redis使用非阻塞IO模型，通過事件輪詢機(jī)制實(shí)現(xiàn)高效的IO操作。事件輪詢是指Redis不斷地監(jiān)聽文件描述符，一旦有IO事件發(fā)生，就會(huì)調(diào)用相應(yīng)的事件處理器，完成IO操作。由于輪詢的列表一般比較小，所以每次輪詢的效率很高，能大大提升系統(tǒng)的性能。同時(shí)，由于IO操作是非阻塞的，Redis能夠快速響應(yīng)客戶端請(qǐng)求，提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。
3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Redis支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字符串、哈希、集合、有序集合等，每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有自己的特點(diǎn)和優(yōu)劣。使用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不同的影響。例如，哈希表的查找效率很高，基本上是O(1)級(jí)別，而集合的處理效率也很高，與元素個(gè)數(shù)無關(guān)。因此，在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，需要根據(jù)具體場(chǎng)景進(jìn)行權(quán)衡和選擇。
4. 網(wǎng)絡(luò)通信
Redis使用TCP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，它支持的最大連接數(shù)、并發(fā)數(shù)和帶寬限制都會(huì)影響系統(tǒng)的性能。在高并發(fā)場(chǎng)景下，需要考慮優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，如使用多個(gè)Redis實(shí)例進(jìn)行負(fù)載均衡，提高帶寬等。
5. 部署架構(gòu)
Redis支持主從復(fù)制、Sentinel和Cluster模式。不同的部署架構(gòu)會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能和可靠性產(chǎn)生不同的影響。例如，主從復(fù)制可以提高系統(tǒng)的可靠性和讀性能，而Cluster模式則可以提供寫性能的擴(kuò)展。
以上是Redis實(shí)現(xiàn)高性能的一些秘籍。在實(shí)際使用中，可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和需求進(jìn)行優(yōu)化和選擇，進(jìn)一步提高Redis的性能和可靠性。
參考代碼：
以下是Redis使用非阻塞IO模型的代碼示例：
“`c
void AEMn(aeEventLoop *eventLoop) {
while (!eventLoop->stop) {
aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS);
}
}
int aeProcessEvents(aeEventLoop *eventLoop, int flags) {
int processed = 0, numevents;
/* Nothing to do? return ASAP */
if (!(flags & AE_TIME_EVENTS) && !(flags & AE_FILE_EVENTS)) return 0;
/* Note that we want to check time events even if the
* mn loop is stopped. */
if (eventLoop->maxfd != -1 ||
((flags & AE_TIME_EVENTS) && !(flags & AE_DONT_WT))) {
int j;
aeTimeEvent *shortest = NULL;
struct timeval tv, *tvp;
if (flags & AE_TIME_EVENTS && !(flags & AE_DONT_WT))
shortest = aeSearchNearestTimer(eventLoop);
if (shortest) {
long now_sec, now_ms;
aeGetTime(&now_sec, &now_ms);
tvp = &tv;
tvp->tv_sec = shortest->when_sec – now_sec;
if (shortest->when_ms
tvp->tv_usec = ((shortest->when_ms + 1000) – now_ms) * 1000;
tvp->tv_sec–;
} else {
tvp->tv_usec = (shortest->when_ms – now_ms) * 1000;
}
if (tvp->tv_sec tv_sec = 0;
if (tvp->tv_usec tv_usec = 0;
} else {
/* If we have to check for events but need to return
* ASAP because of AE_DONT_WT we need to set the timeout
* to zero */
if (flags & AE_DONT_WT) {
tv.tv_sec = tv.tv_usec = 0;
tvp = &tv;
} else {
/* Otherwise we can block */
tvp = NULL; /* wt forever */
}
}
numevents = aeApiPoll(eventLoop, tvp);
for (j = 0; j
aeFileEvent *fe = &eventLoop->events[eventLoop->fired[j].fd];
int mask = eventLoop->fired[j].mask;
int fd = eventLoop->fired[j].fd;
int fired = 0; /* Number of events fired for current fd. */
/* note the fe->mask & mask & … code: maybe an already
* processed event removed an element that fired and we
* still didn’t processed, so we check if the event is still
* valid. */
if (fe->mask & mask & AE_READABLE) {
fired++;
fe->rfileProc(eventLoop,fd,fe->clientData,mask);
}
if (fe->mask & mask & AE_WRITABLE) {
fired++;
fe->wfileProc(eventLoop,fd,fe->clientData,mask);
}
if (fe->mask & mask & AE_BARRIER) fired++;
if (fe->mask & mask & AE_FILE_WATCHER) fired++;
processed += fired;
}
}
/* Check time events */
if (flags & AE_TIME_EVENTS)
processed += processTimeEvents(eventLoop);
return processed; /* return the number of processed file/time events */
}
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文章題目：Redis運(yùn)行之邏實(shí)現(xiàn)超高性能的秘籍（redis運(yùn)行邏輯）
文章位置：http://fisionsoft.com.cn/article/cdogcss.html
