redis最基本的一个内部原理和特点，就是redis实际上是个单线程工作模型， memcached是早些年各大互联网公司常用的缓存方案，但是现在近几年基本都是redis，很少公司用memcached了。

redis和memcached有啥区别？

1、redis 支持复杂的数据结构

redis相比memcached来说，拥有更多的数据结构，能支持更丰富的数据操作。如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作， redis会是不错的选择。

2、redis原生支持集群模式

在redis3.x版本中，便能支持cluster模式，而memcached没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据。

3、性能对比

由于redis只使用单核，而memcached可以使用多核，所以平均每一个核上redis在存储小数据时比 memcached性能更高。而在100k以上的数据中，memcached性能要高于redis。虽然redis最近也在存储大数据的性能上进行优化，但是比起memcached，还是稍有逊色。

redis 的线程模型

redis内部使用文件事件处理器file event handler，这个文件事件处理器是单线程的，所以redis 才叫做单线程的模型。它采用IO多路复用机制同时监听多个socket，将产生事件的socket压入内存队列中，事件分派器根据 socket 上的事件类型来选择对应的事件处理器进行处理。

文件事件处理器的结构包含 4 个部分：

多个socket

IO多路复用程序

文件事件分派器

事件处理器（连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器） 多个 socket 可能会并发产生不同的操作，每个操作对应不同的文件事件，但是 IO 多路复用程序会监听多个 socket，会将产生事件的 socket 放入队列中排队，事件分派器每次从队列中取出一个 socket，根据 socket 的事件类型交给对应的事件处理器进行处理。

来看客户端与redis的一次通信过程：

要明白，通信是通过socket来完成的，不懂的同学可以先去看一看socket网络编程。

首先，redis 服务端进程初始化的时候，会将 server socket 的 AE_READABLE 事件与连接应答处理器关联。

客户端 socket01 向 redis 进程的 server socket 请求建立连接，此时 server socket 会产生一个 AE_READABLE 事件，IO 多路复用程序监听到 server socket 产生的事件后，将该 socket 压入队列中。文件事件分派器从队列中获取 socket，交给连接应答处理器。连接应答处理器会创建一个能与客户端通信的 socket01，并将该 socket01 的 AE_READABLE 事件与命令请求处理器关联。

假设此时客户端发送了一个 set key value 请求，此时 redis 中的 socket01 会产生 AE_READABLE 事件，IO 多路复用程序将 socket01 压入队列，此时事件分派器从队列中获取到 socket01 产生的 AE_READABLE 事件，由于前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已经与命令请求处理器关联，因此事件分派器将事件交给命令请求处理器来处理。命令请求处理器读取 socket01 的 key value 并在自己内存中完成 key value 的设置。操作完成后，它会将 socket01 的 AE_WRITABLE 事件与命令回复处理器关联。

如果此时客户端准备好接收返回结果了，那么 redis 中的 socket01 会产生一个 AE_WRITABLE 事件，同样压入队列中，事件分派器找到相关联的命令回复处理器，由命令回复处理器对 socket01 输入本次操作的一个结果，比如 ok，之后解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件与命令回复处理器的关联。

这样便完成了一次通信。关于 Redis 的一次通信过程，推荐读者阅读《Redis 设计与实现——黄健宏》进行系统学习。

为啥 redis 单线程模型也能效率这么高？

纯内存操作。

核心是基于非阻塞的 IO 多路复用机制。

C 语言实现，一般来说，C 语言实现的程序“距离”操作系统更近，执行速度相对会更快。

单线程反而避免了多线程的频繁上下文切换问题，预防了多线程可能产生的竞争问题。