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Redis为什么性能高?

redis采用了IO多路复用, IO多路复用的模型有select,poll, epoll, 默认使用的事epoll.

注:

1. 先理解有用户空间(应用程序控制,比如redis,mysql等安装的软件程序)，内核空间(操作系统控制)

2. 如果服务器端和客户端之间有100万个链接， select , poll 这两种模型, 每次处理时候,都会将这100万个链接从用户空间传给内核空间，然后内核空间判断哪些做了处理哪些没做处理，然后内核空间再将这100万个链接返回给用户空间； 之后用户空间再遍历这100万个链接，看哪个可以处理。 而 epoll模型，是在内核空间上维护着这100万个链接。不需要用户空间和内核空间来回传递这100万个链接, epoll模型有三个系统调用完成, create/epoll_ctl/epoll_wait

   a. 调用epoll_create()建立一个epoll对象(在epoll文件系统中为这个句柄对象分配资源)
   b. 调用epoll_ctl向epoll对象中添加这100万个连接的套接字
   c. 调用epoll_wait收集发生的事件的连接

总结:

1. 每次调用select/poll，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
2. 同时每次调用select/poll都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大 

3. 针对select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024 

4. select返回的是含有整个句柄的数组，应用程序需要遍历整个数组才能发现哪些句柄发生了事件； 

5. select的触发方式是水平触发，应用程序如果没有完成对一个已经就绪的文件描述符进行IO操作，那么之后每次 

select调用还是会将这些文件描述符通知进程。 

相比select模型，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。

epoll 优点:

1. epoll 没有最大并发连接的限制，上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于 2048, **一般来说这
个数目和系统内存关系很大** ，具体数目可以 cat /proc/sys/fs/file-max 察看。 

2. 效率提升， epoll 最大的优点就在于它**只管你“活跃”的连接** ，而跟连接总数无关，因此在实际的网络环境 

中， epoll 的效率就会远远高于 select 和 poll 。 

3. 内存拷贝， epoll 在这点上使用了“共享内存”，这个内存拷贝也省略了。

redis epoll 实现思路:
调用 epoll_create方法, 创建一个数据结构 eventpoll对象,以及一个双向链表(rdlist)，rdlist中只存放可以处理的事件
eventpoll对象是红黑树结构， 当调用event_ctl 命令时,将信息放入 eventpoll对象。一旦事件发生，会调用ep_poll_callback方法将事件句柄添加到双向链表rdlist中。
双向链表rdlist中存储事件发生的信息(其中包含事件句柄)， 当调用epoll_await方法时候,返回rdlist链表。

优势:

1. 不用重复传递。我们调用epoll_wait时就相当于以往调用select/poll，但是这时却不用传递socket句柄给

内核，因为内核已经在epoll_ctl中拿到了要监控的句柄列表。

2. 在内核里，一切皆文件。所以，epoll向内核注册了一个文件系统，用于存储上述的被监控socket。当你调用

epoll_create时，就会在这个虚拟的epoll文件系统里创建一个file结点。当然这个file不是普通文件，它只

服务于epoll。

epoll在被内核初始化时（操作系统启动），同时会开辟出epoll自己的内核高速cache区，用于安置每一个我

们想监控的socket，这些socket会以红黑树的形式保存在内核cache里，以支持快速的查找、插入、删除。这

个内核高速cache区，就是建立连续的物理内存页，然后在之上建立slab层，简单的说，就是物理上分配好你

想要的size的内存对象，每次使用时都是使用空闲的已分配好的对象。

3. 极其高效的原因：

这是由于我们在调用epoll_create时，内核除了帮我们在epoll文件系统里建了个file结点，在内核cache里

建了个红黑树用于存储以后epoll_ctl传来的socket外，还会再建立一个list链表，用于存储准备就绪的事

件，当epoll_wait调用时，仅仅观察这个list链表里有没有数据即可。有数据就返回，没有数据就sleep，等

到timeout时间到后即使链表没数据也返回。所以，epoll_wait非常高效。

FRI

据。执行epoll_wait时立刻返回准备就绪链表里的数据即可。

零拷贝参考:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/268713849