Redis 的 I/O 多路复用
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笑忘书
2025-03-02 01:00:27
实现I/O多路复用主要有三种方法：select、poll、epoll。它们在实现上存在差异，但都提供了将多个套接字事件合并处理的能力，提高程序效率。例如，单线程Redis之所以性能优异，部分原因在于其采用非阻塞I/O多路复用机制。
Redis内部实现的多路复用程序统一管理客户端与服务器间的连接，将多个套接字组织成队列，并有序、同步地传递给文件事件分派器。分派器根据事件类型调用对应的事件处理器，即一系列定义了特定事件处理逻辑的函数。
Redis底层支持select、epoll、evport和kqueue等I/O多路复用库，这些库提供了相同API，因此底层实现可根据系统性能自动选择。通常，evport、epoll和kqueue的效率高于select，它们在内核中使用特定数据结构优化性能，支持大量并发连接。
在选择I/O多路复用方法时，还需考虑操作系统因素。例如，evport适用于Solaris 10，epoll适用于Linux系统，kqueue适用于macOS/FreeBSD，而select则适用于所有系统。evport、epoll和kqueue的复杂度为O(1)，而select的复杂度为O(n)，且支持的并发连接数有限。
以epoll为例，其高效性主要源于内核中预先构建的文件系统用于存储监控的socket，内核cache里使用的红黑树用于快速查找、插入和删除socket，以及链表用于存储准备就绪的事件。而select则每次调用时都需要在内核与用户态之间进行频繁的数据拷贝，导致效率相对较低。
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