Redis的事件模型(文件描述符号&polling 机制 基础)

Redis的高性能和他的事件模型是密不可分的,最大程度上利用了单线程、非阻塞IO模型来快速的处理请求(单线程处理多链接)。这里存在一个问题,其实严格意义上来讲,Redis 是单线程对外提供服务,redis内部并不单线程的,还存在一些关于数据持久化的线程。

在这里我们主要看的是Redis 对外提供服务的线程,Redis 很大程度上得益于单线程、非阻塞、多路复用的IO模型,就具体实现而言,Redis依赖的是一个专一且强大的异步事件库(ea)。ae里面封装了针对不同操作系统的polling机制,比如epoll、select等。

简单的看一下这几种polling模式

文件描述符(fd):

在Unix/Linux系统中,可以粗暴的认为一切都是文件。对于内核而言,所有打开的文件都是通过文件描述符进行引用的,具体来说,内核用一个文件描述符来表示一个特性进程正在访问的文件,通常来说一个文件描述符的有效范围是0到OPEN_MAX,就默认来说每个进程最多可以打开64个文件(0-63),对于 FreeBSD 8.0、Linux 3.2.0、Mac OS X 10.6.8 以及 Solaris 10 来说,文件描述符的变化范围几乎是无限的,它只受系统配置的存储器总量、整型的字长以及系统管理员所配置的软限制和硬限制的约束。然后最大文件描述符数,Linux中进程最大打开文件描述符是1024,我们可以通过ulimit命令、修改limits.conf文件来进行最大数的修改。

这里需要注意一点容易被混淆的概念:/proc/sys/fs/file-max 并不是指最大文件描述符数的上限值。file-max指的是Linux内核分配的最大文件句柄书、file-nr是一个(已经分配的文件句柄数、已经分配但没有使用的文件句柄数、最大文件句柄数)的三元组。

然后来看一下常见polling模式对比:

select:

1 每次select都要把全部IO句柄复制到内核

2 内核每次都要遍历全部IO句柄,以判断是否数据准备好

3 select模式最大IO句柄数是1024,太多了性能下降明显

poll:

poll使用链表保存文件描述符,因此没有了监视文件数量的限制,但其他三个缺点依然存在。

拿select模型为例,假设我们的服务器需要支持100万的并发连接,则在_FD_SETSIZE为1024的情况下,则我们至少需要开辟1k个进程才能实现100万的并发连接。除了进程间上下文切换的时间消耗外,从内核/用户空间大量的无脑内存拷贝、数组轮询等,是系统难以承受的。因此,基于select模型的服务器程序,要达到10万级别的并发访问,是一个很难完成的任务。

epoll的特点

1 每次新建IO句柄(epoll_create)才复制并注册(epoll_register)到内核

2 内核根据IO事件,把准备好的IO句柄放到就绪队列

3 应用只要轮询(epoll_wait)就绪队列,然后去读取数据

只需要轮询就绪队列(数量少),不存在select的轮询,也没有内核的轮询,不需要多次复制所有的IO句柄。因此,可以同时支持的IO句柄数轻松过百万。

很显然,epoll模式是就当前来说最适合应对高并发访问的,epoll是这样工作的:

image.png

1、调用epoll_create 通知kernel我们要使用epoll

2、调用epoll_ctl把fd和关注的event传给kernel

3、调用epoll_wait等待该event的发生

4、fd被更新时,kernel向应用程序发送通知。

所以说有了epoll替我们做这些事儿,我们仅需要关注事件处理函数、回调函数就OK了。

下一篇看一下Redis中对于这种模式的实现。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,504评论 6 496
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,434评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 160,089评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,378评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,472评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,506评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,519评论 3 413
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,292评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,738评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,022评论 2 329
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,194评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,873评论 5 338
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,536评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,162评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,413评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,075评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,080评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容