線程IO模型

首先必須記住的是，Redis是個單線程程序。

為什麽單線程還這麽快？

Redis所有數據都在內存裏，所有運算都是內存級別的運算，所以速度比在硬盤內操作更快。但是也正是由於是單線程，所以要小心使用那些時間復雜度O(n)的指令。

單線程如何處理那麽多的並發客戶端連接？

多路復用。

非阻塞IO

socket方法的讀寫默認都是阻塞的，在python中可以通過socket.socket().setblocking(False)來設置非阻塞IO。

時間輪詢（多路復用）

非阻塞IO有個問題就是，線程讀寫數據可能只做了一部分就返回了，什麽時候繼續讀數據，什麽時候繼續寫數據，應該有個方法來通知它們。

時間輪詢API就是來解決這個問題的，早期的select，後來的poll，現在的epoll和kqueque。

#基於select
import socket
import select
import queue


server = socket.socket()
server.bind((‘localhost‘, 8000))
server.listen()
server.setblocking(0)

msg = {}

inputs = [server]
outputs = []

while True:
    readable, writeable, exceptional = select.select(inputs, outputs, inputs)
    
    for r in readable:
        if r is server:
            conn, addr = r.accept()
            conn.setblocking(0)
            inputs.append(conn)
            msg[conn] = queue.Queue()
        else:
            try:
                data = r.recv(1024)
                msg[r].put(data)
                outputs.append(r)
            except ConnectionResetError:
                inputs.remove(r)
                continue

    for w in writeable:
        data = msg[w].get()
        w.send(data)
        outputs.remove(w)

    for e in exceptional:
        if e in outputs:
            outputs.remove(e)
        inputs.remove(e)
        del msg[e]
 

# 自動匹配版select,在linux中自動使用epoll，在windows中只能select，在bsd或mac中自動kqueue
import socket
import selectors


server = socket.socket()
server.bind((‘localhost‘, 8000))
server.listen()
server.setblocking(0)


sel = selectors.DefaultSlector()


def accept(server, mask):
    conn, addr = server.accept()
    conn.setblocking(0)
    sel.register(conn, mask, read)


def read(conn, mask):
    data = conn.recv(1024)
    if data:
        conn.send(data)
    else:
        sel.unregister(conn)
        conn.close()


sel.register(server, selectors.EVENT_READ, accept)


while True:
    events = sel.select()
    for key, mask in events:
        callback = key.data
        obj = key.fileobj
        callback(obj, mask)
 

不過這些都不用我們去實現，Redis內部已經替我們實現了這種輪詢機制，只要記住多路復用是非阻塞IO，並不是異步操作。

深入Redis（十）線程IO模型