Redis如何支撑百万并发?4大核心技术详解!

Redis是大型架构的核心,下面我重点详解Redis如何实现百万并发@mikechen

Redis百万并发

Redis 能够支撑百万级 QPS(每秒查询数),首要秘诀在于它的所有数据都存储在内存中。

Redis如何支撑百万并发?4大核心技术详解!-mikechen

与传统的磁盘数据库(如 MySQL)相比,内存的读写速度比磁盘快了几个数量级。

当客户端发起读写请求时,Redis 无需进行耗时的磁盘 I/O 操作。

数据直接从内存中存取,消除了磁盘瓶颈,从而实现了超低延迟和超高吞吐量。

 

高效数据结构

除了内存存储,Redis 还提供了多种高效的数据结构。

包括:字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合(Set)和有序集合(Sorted Set)。

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这些数据结构都经过精心设计,能够针对不同的应用场景提供最优的读写效率。

例如,哈希表适用于存储对象,列表适用于实现队列,集合和有序集合则能高效地进行成员判断和范围查询。

Redis 针对每种数据结构都实现了底层优化,例如:对短字符串和哈希表使用紧凑的编码方式,从而节省内存并提高访问速度。

I/O 多路复用技术

Redis 使用了I/O 多路复用技术,它在一个线程中同时监控多个 I/O 事件。

比如:客户端连接、读写请求…等等,并在任何一个事件准备好时进行处理。

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这就像一个超级前台,如果没有这项技术,每当一个客户(连接)来了,你都需要专门雇佣一个员工去服务他,直到他离开。

如果同时来了一百个客户,你就需要一百个员工。这样效率很低,而且资源消耗巨大。

而 I/O 多路复用就像雇佣了一个能同时监听所有电话总机的前台。

 

主从复制架构

为了进一步提升系统的可用性和扩展性,Redis 提供了主从复制(Replication)机制。

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在主从复制架构中,一个 Redis 实例作为主节点(Master),负责处理所有的写操作;

将读操作分散到多个从节点,大大减轻了主节点的压力,从而能够支撑更高的并发读请求。

而一个或多个 Redis 实例作为从节点(Slave),负责同步主节点的数据并提供读服务。

结合 Redis Sentinel 或 Redis Cluster,可以进一步实现自动化的高可用切换和数据分片。

从而构建出真正可支撑百万甚至千万 QPS 的分布式 Redis 架构。

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