Redis用连接模型提升数据传输效率，聊聊它怎么加速信息流动

说到Redis为什么这么快，很多人会立刻想到它把数据放在内存里这个特点，这确实是它速度的基石，就像我们把最常用的东西放在手边，而不是锁进仓库，拿取当然快，但除了内存这个“硬件”优势，Redis还有一个非常聪明的“软件”设计，极大地加速了信息的流动，这就是它的连接模型。

想象一下我们去银行办业务，有一种方式是，每一个客户来办业务，无论是存钱、取钱还是只是问一句话，银行都为他开一个全新的窗口，配一个全新的柜员，业务办完，这个窗口就关闭，柜员也下班，下次这个客户再来，哪怕只是问一句话，银行又得重新开窗口、培训新柜员，这种方式听起来非常浪费，对吧？这就是传统数据库有时会采用的“短连接”模式，每次应用程序要读写数据，都需要经历建立连接、验证权限、执行命令、断开连接这一整套繁琐的过程，而建立和断开连接本身就需要在网络上来回通信好几次，这个开销对于简单的查询来说,可能比查询本身还耗时。

Redis采用的是一种更高效的方式，叫做连接池，它就像是银行维持一个常开的“柜员团队”，银行提前招聘好一批训练有素的柜员（建立好一批连接），让他们在窗口后面随时待命，当客户（应用程序）来办事时，不需要临时找柜员，而是直接从空闲的柜员中分配一个给他，业务办完后，柜员并不下班，而是回到待命区,准备服务下一位客户。

这种方式带来的加速效果是立竿见影的：

第一，避免了重复的“握手”成本，应用程序不用每次读写Redis都经历三次握手、权限认证等慢速操作，连接一旦建立，就会在连接池中保持一段时间，可以被多次复用，这对于需要高频次与Redis交互的场景（比如网页的会话管理、热门商品的库存查询）节省的时间是巨大的，根据一些技术社区的讨论，比如在一些开发者分享的案例中，从短连接切换到连接池,性能提升几个数量级都是有可能的。

第二，减少了系统资源的消耗，无论是Redis服务器端还是应用程序端，建立和销毁连接都需要消耗CPU和内存资源，连接池通过复用现有的连接，显著降低了这种资源开销，让服务器能把更多的计算能力用在处理真正的数据请求上，而不是没完没了地处理“打招呼”和“说再见”的琐事。

这个高效的连接池是怎么工作的呢？应用程序在启动时，会初始化一个连接池，并预先建立好一定数量的连接与Redis服务器相连，当程序需要执行一个命令，比如GET user:123，它不会自己新建连接，而是向连接池“借用”一个空闲的连接，用完命令后，程序并不是关闭连接，而是将连接“归还”给连接池，供其他部分的代码继续使用，连接池自己还会负责管理这些连接的健康状况，比如定期检查连接是否还有效，如果某个连接因为网络问题断开了,它会自动重新建立一个来补充。

除了连接池，Redis还有更极致的加速方案，就是管道（Pipeline）技术，这可以看作是连接池的“超级加倍”，还是用银行的比喻，连接池是每次去窗口办一件事，但管道相当于你拿一张清单，上面列了十件事，一次性交给同一个柜员，柜员接过清单，一口气帮你全部办完,然后你把所有结果一次性拿走。

在没有管道的情况下，应用程序发送一个命令，必须等待Redis返回结果后，才能发送下一个命令，这个等待命令在网络上传送和执行的时间，虽然很短，但累积起来就很可观，而管道允许应用程序将多个命令打包，一次性发送给Redis服务器，Redis服务器也会按顺序处理所有这些命令，并将所有结果打包一次性返回，这极大地减少了网络往返次数，对于需要批量操作或者连续执行多个不依赖中间结果的命令时，效率提升非常惊人，有资料显示，在使用管道的情况下,Redis每秒能处理的请求数可以达到数十万甚至百万级别。

连接池和管道也不是万能的，连接池的大小需要根据实际业务压力来合理设置，太小了会导致请求排队等待，太大了又会浪费服务器资源,而管道技术则不适合于后一个命令需要依赖前一个命令执行结果的场景。

Redis正是通过连接池这种“资源复用”的智慧，以及管道这种“批量处理”的绝招，在内存高速路的基础上，又修建了高效的“交通管理系统”，最大限度地减少了不必要的等待和拥堵，让数据能够像高速公路上的车流一样，持续、快速地流动起来,从而成就了其超凡的性能。