Redis多线程到底是咋回事，为什么现在大家都在说它要变多线程了

关于Redis多线程的讨论，其实核心是围绕着一个历史性的转变：那个我们印象中一直以“单线程”为核心卖点，简单高效的内存数据库，为什么从某个时间点开始，要引入多线程来处理部分任务？这背后不是对核心设计的否定，而是一次务实的、面向现实的性能优化，要理解这件事，我们得从Redis的“单线程”为什么成功,以及它后来遇到了什么瓶颈说起。

Redis单线程的辉煌往事：简单即是美

首先必须明确，我们常说的Redis单线程，指的是其核心的网络I/O（输入/输出）和执行命令的数据操作部分，是由一个主线程来串行处理的，这并非说Redis整个进程只有一个线程，比如持久化（RDB快照、AOF重写）等任务,很早就是由后台子进程或线程去完成的。

Redis创始人Salvatore Sanfilippo（别名antirez）选择核心部分用单线程，是基于一个非常聪明的权衡，他的设计哲学在早期的博客文章和讨论中多次提及,可以总结为以下几点好处：

1. 避免锁的竞争开销：多线程编程最头疼的问题就是共享数据的锁竞争，一旦多个线程要同时修改内存中的数据，就需要加锁来保证安全，锁的获取和释放本身有开销，而且线程之间等待锁会浪费时间，单线程模型下，所有命令按顺序执行，天然避免了这种竞争，数据操作不需要任何锁，极大地简化了设计,提升了性能。
2. CPU不再是瓶颈：在Redis出现的时代和其后很长一段时间，对于内存数据库而言，主要的性能瓶颈往往是网络I/O（即网络速度）和内存访问速度，而不是CPU的计算能力，单线程模型虽然只能用一个CPU核心，但已经能最大限度地压榨出网络和内存的潜力，CPU本身还很“闲”。
3. 可预测性高：由于命令排队执行，每个操作的延迟（Latency）非常稳定,不会因为某个耗时命令被其他线程抢占而出现不可预知的延迟波动。

这套设计让Redis在绝大多数场景下表现极其出色，尤其是在高并发读取和小数据量写入的场景下，“单线程”甚至成了其高性能和稳定性的代名词。

时代的变迁：当单线程遇到新挑战

硬件和网络环境在飞速发展，随着网络带宽从千兆迈向万兆甚至更高，以及云计算的普及，情况开始发生变化,瓶颈转移了。

1. 网络I/O成为新瓶颈：当网络带宽达到几十Gbps甚至更高时，单个线程处理网络数据包的读取、解析（将客户端发来的数据转换成命令）和写入（将结果返回给客户端）开始力不从心，这个线程会把大量时间花在I/O操作上，CPU反而空闲下来，但核心数据操作部分却因为I/O线程忙不过来而“饿着”，无法充分发挥多核CPU的优势，这就像只有一个收银员的超市，结账通道（网络I/O）排起了长队，而仓库里货品充足（CPU计算能力强）,但就是没法快速服务顾客。
2. 大键操作的影响：虽然命令是串行执行的，但如果某个客户端执行了一个耗时很长的命令（比如获取一个包含几百万个元素的集合的所有成员），那么在这个命令执行期间，整个服务器都无法响应其他客户端的请求，导致延迟飙升，虽然这是所有命令串行执行的固有特点，但在追求极致低延迟的场景下,这个问题被放大了。

Redis的“多线程化”：一种务实的演进

面对这些新挑战，Redis社区并没有简单地推翻单线程架构，而是采取了非常谨慎和渐进式的策略，这个转变的标志性起点是Redis 6.0版本（2020年发布）。

根据Redis 6.0的发布说明和相关技术博文，它引入的多线程，准确来说是指多线程I/O,它的设计非常巧妙：

• 核心未变：最关键的命令执行（数据读写）模块，依然是单线程的，这意味着所有存储在内存中的数据结构，如String、Hash、List等，依然由那个唯一的主线程按顺序操作，这完美地保留了单线程无锁竞争的优势,保证了数据操作的原子性和低延迟。
• I/O多线程化：它把耗时的网络I/O任务（读取请求和写回响应）剥离出来，交给一组独立的I/O线程池去并行处理,主线程只负责分发任务和收集结果。

具体流程可以这样理解：

1. 当一条连接上有数据可读时，I/O线程负责读取网络数据包并进行解析,将解析好的命令放入一个队列。
2. 主线程从这个队列中按顺序取出命令,逐一执行。
3. 命令执行完毕后,主线程将结果放入另一个队列。
4. I/O线程再从这个结果队列中取出结果,通过网络发送回对应的客户端。

这样一来，那个最忙的“收银员”（主线程）就不用再亲自去门口迎接顾客（读请求）和送顾客出门（写响应）了，这些杂活交给专门的I/O线程团队去并行处理。“收银员”只需要专注做他最核心的“扫码收款”（执行命令）工作，这使得Redis在保持核心数据操作线程安全的前提下，能够充分利用多核CPU来应对高网络带宽带来的压力,整体吞吐量得到了显著提升。

大家都在说它变多线程的真正含义

现在当大家说“Redis变多线程了”,需要准确理解其内涵：

1. 它不是说Redis变成了像MySQL那样并发执行SQL语句的多线程数据库，它的数据操作核心依然是单线程的,这是其立身之本。
2. 它是一次针对性极强的性能优化，主要目标是解决高网络带宽场景下的I/O瓶颈。
3. 这是一种架构上的演进而非革命,体现了Redis项目面对现实需求时的务实态度。

这个讨论的热度，反映了Redis作为一个成熟且广泛使用的系统，在新时代背景下如何平衡其经典设计哲学与现代化硬件性能需求的智慧，它没有盲目跟风全盘多线程化，而是找到了一个既能提升性能、又能保持核心优势的优雅方案。