Redis到底是单线程还是多线程的？详解

1. Redis是单线程还是多线程的？

Redis 的核心执行模型是单线程的，但自 Redis 6.0 版本起，在特定场景下支持了多线程处理。

1.1. Redis 的核心执行是单线程的

Redis 的单线程指的是 Redis 的⽹络 IO 以及键值对指令读写是由⼀个线程来执⾏的。 对于

Redis 的持久化、集群数据同步、异步删除等都是其他线程执⾏。单线程保证了单条命令执行的有序性、原子性和一致性，同时避免了线程之间的切换所造成的资源开销，避免了线程之间的竞争问题，比如死锁等，不需要考虑各种锁问题。

Redis的网络I/O是单线程指的是使用一个线程处理所有客户端连接的I/O，不管有多少客户端与Redis连接，所有的客户端请求（包括读写数据）都是通过Redis的这个单线程来处理的。

1.2. Redis中的多线程

虽然 Redis来完成网络I/O和键值对读写操作是使用单线程的，但是因为单线程避免了线程切换之间的消耗、线程创建的开销等等，其执行效率在大多数场景下极高，但是随着网络I/O请求数量的急剧增加，当Redis服务器处于高负载情况时，单线程就无法高效的处理请求，因此自 Redis 6.0 开始，Redis引入了多线程网络I/O的功能，在高负载的情况下，Redis可以使用多线程来处理网络I/O，以减少网络I/O操作对性能的影响。

1.3. Redis多线程网络I/O的工作原理

多线程网络I/O使用多个线程来并行处理客户端的请求接收和响应发送，但命令的执行仍然是单线程完成的。这意味着即使可以使用多个线程处理大量的并发网络请求，但对数据的实际读写仍然是单线程执行的。

Redis的多线程网络I/O底层工作原理是：I/O多路复用实现，多路是指多个socket连接，复用是指复用一个线程。多路复用主要有三种技术：select、poll、epoll，epoll是最新也是目前最好的多路复用技术。当多个客户端连接请求发送到服务器时，Redis会通过I/O多路复用机制来监听多个客户端连接的I/O事件（内核不是监视应用程序本身的连接，而是监视应用程序的文件描述符），然后Redis单线程会处理客户端的连接，并将这些连接交给多个I/O线程进行处理，I/O线程会并发的从不同客户端读取请求，并将请求缓存在一个队列中。每个I/O线程负责从客户端读取数据（例如SET或GET），并解析这些请求的内容。

总结来说Redis的多线程是采用了 主线程 + 工作线程（I/O线程）模式，其中主线程负责核心的命令处理，只有一个核心线程，它主要负责通过 I/O 多路复用机制 来监听多个客户端的连接，并处理命令的执行。而工作线程（I/O线程）则负责网络I/O操作，解析具体的请求内容。

2. Redis是单线程的为什么还要使用分布式锁

Redis中的单线程指的是Redis中的网络I/O和键值对的读写操作是由单线程完成的，它只保证了单线程中操作的有序性和原子性，也就是说对于每个客户端发来的请求，Redis会一个一个地处理，不会在命令执行过程中出现并发问题，但是在分布式系统的高并发场景下，Redis的单线程机制无法避免多个客户端在同一时刻对同一个资源进行修改时可能出现的问题，也就是说Redis的单线程只能保证 每个命令 对Redis实例内部的顺序执行，无法控制客户端之间的请求顺序，因此就会导致多个客户端之间出现对公共变量的竞争问题。

在分布式环境下，某些操作需要分成多个步骤进行，比如客户端需要先读取某共享变量的当前状态，然后基于该状态进行操作，最后更新该资源。这种情况下，如果多个客户端同时进行相同的操作，Redis无法保证这些操作之间的隔离性和有序性，会导致线程的不安全和数据的不一致。

举例：并发环境下的竞态示例