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Java编程开发语言是目前使用范围和使用人数都非常广泛的一个编程开发语言之一，下面我们就通过案例分析来简单了解一下，Redis的高性能影响因素分析。

1、Redis为什么那么快

Redis的高性能主要依赖于几个方面。

C语言实现，C语言在一定程度上还是比Java语言性能要高一些，因为C语言不需要经过JVM进行翻译。

纯内存I/O，内存I/O比磁盘I/O性能更快

I/O多路复用，基于epoll的I/O多路复用技术，实现高吞吐网络I/O

单线程模型，单线程无法利用到多核CPU，但是在Redis中，性能瓶颈并不是在计算上，而是在I/O能力，所以单线程能够满足高并发的要求。从另一个层面来说，单线程可以避免多线程的频繁上下文切换以及同步锁机制带来的性能开销。

要处理命令，则redis必须完整地接收客户端的请求，并将命令解析出来，再将结果读出来，通过网络回写到客户端。整个工序分为以下几个部分：

接收，通过TCP接收到命令，可能会历经多次TCP包、ack、IO操作

解析，将命令取出来

执行，到对应的地方将value读出来

返回，将value通过TCP返回给客户端，如果value较大，则IO负荷会更重

其中解析和执行是纯cpu/内存操作，而接收和返回主要是IO操作，先我们先来看通信的过程。

2、网络IO的通信原理

同样，我也画了一幅图来描述网络数据的传输流程

对于TCP通信来说，每个TCPSocket的内核中都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区

接收缓冲区把数据缓存到内核，若应用进程一直没有调用Socket的read方法进行读取，那么该数据会一直被缓存在接收缓冲区内。不管进程是否读取Socket，对端发来的数据都会经过内核接收并缓存到Socket的内核接收缓冲区。

read所要做的工作，就是把内核接收缓冲区中的数据复制到应用层用户的Buffer里。

进程调用Socket的send发送数据的时候，一般情况下是将数据从应用层用户的Buffer里复制到Socket的内核发送缓冲区，然后send就会在上层返回。换句话说，send返回时，数据不一定会被发送到对端。

网卡中的缓冲区既不属于内核空间，也不属于用户空间。它属于硬件缓冲，允许网卡与操作系统之间有个缓冲;

内核缓冲区在内核空间，在内存中，用于内核程序，做为读自或写往硬件的数据缓冲区;

用户缓冲区在用户空间，在内存中，用于用户程序，做为读自或写往硬件的数据缓冲区

网卡芯片收到网络数据会以中断的方式通知CPU，我有数据了，存在我的硬件缓冲里了，来读我啊。

CPU收到这个中断信号后，会调用相应的驱动接口函数从网卡的硬件缓冲里把数据读到内核缓冲区，正常情况下会向上传递给TCP/IP模块一层一层的处理。

3、BIO模型

在Java中，如果要实现网络通信，我们会采用Socket套接字来完成。

Socket这不是一个协议，而是一个通信模型。其实它初是BSD发明的，主要用来一台电脑的两个进程间通信，然后把它用到了两台电脑的进程间通信。所以，可以把它简单理解为进程间通信，不是什么高级的东西。主要做的事情不就是：

A发包：发请求包给某个已经绑定的端口;收到B的允许;然后正式发送;发送完了，告诉B要断开链接;收到断开允许，马上断开，然后发送已经断开信息给B。

B收包：绑定端口和IP;然后在这个端口监听;接收到A的请求，发允许给A，并做好接收准备，主要就是清理缓存等待接收新数据;然后正式接收;接受到断开请求，允许断开;确认断开后，继续监听其它请求。

可见，Socket其实就是I/O操作，Socket并不仅限于网络通信，在网络通信中，它涵盖了网络层、传输层、会话层、表示层、应用层——其实这都不需要记，因为Socket通信时候用到了IP和端口，仅这两个就表明了它用到了网络层和传输层;而且它无视多台电脑通信的系统差别，所以它涉及了表示层;一般Socket都是基于一个应用程序的，所以会涉及到会话层和应用层。

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