redis学习-NIO和EPOLL(二)
redis如此之快,整体来说原因如下
绝大部分请求是纯粹的内存操作(非常快速)
采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件
非阻塞IO 内部实现采用epoll,采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件,然后利用epoll的多路复用特性,绝不在io上浪费一点时
这3个条件不是相互独立的,特别是第一条,如果请求都是耗时的,采用单线程吞吐量及性能可想而知了。应该说redis为特殊的场景选择了合适的技术方案。
对BIO、NIO和AIO的概念解析
所有的系统IO都分为两个阶段:等待就绪和操作。例如:读函数分为等待系统可读和真正的读;同理,写函数分为等待网卡可写和真正的写。
- BIO里用户最关心"我要读";我要一直等在这处理处理时间;
- NIO里用户最关心"我可以读了";我不在这等了,如果有事件发生,你就通知我,我再来处理;
- AIO里用户最关心"读完了";你帮我处理吧,处理完了通知我。
BIO
Java BIO : 同步并阻塞,服务器实现模式为一个连接一个线程,即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理,如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销,当然可以通过线程池机制改善。
每一个线程守着一个IO通道,当没有IO时这个线程就阻塞着,一旦有IO事件发生,这个线程就开始工作
缺点
- 严重依赖线程:
- 线程的创建和销毁成本很高;
- 线程本身占用较大内存;
- 线程切换成本很高;
- 容易造成锯齿状的系统负载;
NIO
1.同步非阻塞,服务器实现模式为一个请求一个线程,即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。socket主要的读、写、注册和接受函数,在等待就绪阶段都是非阻塞的,真正的IO操作是同步阻塞的。
将每个连接(IO通道)都注册到Selector多路复用器上,告诉复用器我已经连接了,如果有IO事件发生,你就通知我。Selector就不断地调用select函数,去访问每一个通道看那个通道有IO事件发生,如果发生了就通知,内核开启一个对应事件的线程去工作
2. 异步非阻塞,服务器实现模式为一个有效请求一个线程,客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。当进行读写操作时,只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的,对于读操作而言,当有流可读取时,操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区,并通知应用程序;对于写操作而言,当操作系统将write方法传递的流写入完毕时,操作系统主动通知应用程序。 即可以理解为,read/write方法都是异步的,完成后会主动调用回调函数。
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