目錄
- 一、主流多核CPU
- 1.1 多核CPU快取結構
- 1.2 對redis的影響
- 二、NUMA CPU
- 2.1 UMA（SMP）架構VS NUMA 架構
- 2.2 對redis的影響
本文主要基于cpu的架構和運行機制來分析cpu架構對redis的性能影響，
一、主流多核CPU
1.1 多核CPU快取結構
訪問速度
- L1>L2>L3>記憶體，
權限
-
L1和L2為每個核私有（每一個物理核下面的邏輯核共享L1和L2）
-
L3快取為多核共享
訪問順序
- CPU訪問時先從L1和L2快取讀取資料，沒有會去L3快取訪問，
- 當前核頻繁執行的指令和資料會被存盤在L1和L2快取中，如果cpu每次執行都能從L1,L2快取中讀到資料，程式的性能會非常好，應該盡量提高L1和L2的快取命中率，
context switch
執行緒在多個CPU之間輪換叫做context switch，在多核環境下，如果發生context switch：
- Redis實體執行緒的運行環境從原有A核移動到了新的B核，那么首先背景關系資訊需要重新copy到新核，
- 同時原有的L1和L2快取的資料也失效了（私有），需要重新加載，這會影響程式的性能，【降低了L1，L2的命中率】
1.2 對redis的影響
Redis主操作雖然是單執行緒，自己不做執行緒調度，但是CPU本身可能會把這個主執行緒調度到不同的核上面，最終發生context switch，可以通過對redis實體進行綁核來解決這個問題，最終redis實體強制運行在一個cpu核上，從而徹底避免了context switch，
綁核產生的問題
redis實體除了主執行緒外還有其他額外的后臺執行緒，子執行緒，如果設定了綁核，把redis實體榜單到了特定的核，這會導致子執行緒和主執行緒競爭同一個核，子執行緒有可能會導致主執行緒阻塞，最終也會影響redis的性能，
解決競爭
如果對redis實體綁核，有兩個方法可以降低主子執行緒cpu的競爭
- redis實體和物理核系結，一個物理核有多個邏輯核，這樣子執行緒和主執行緒共享多個邏輯核，一定程度上減少競爭，
- 修改redis原始碼，將子執行緒系結到其他核，
二、NUMA CPU
2.1 UMA（SMP）架構VS NUMA 架構
單核或者多核計算機上的 CPU 計算機中的所有資源都是共享的，這種架構被稱作對稱多處理器架構（Symmetric Multi-Processor、SMP），或者稱為一致存盤器訪問結構（Uniform Memory Access、UMA），
SMP隨著核數量的增加，總線等會成為瓶頸，所有引入了多個CPU（多CPU Socket），NUMA（NON Uniform Memory Access）架構，NUMA節點包含獨立的物理CPU和記憶體，CPU Socket訪問本地記憶體和遠程記憶體的開銷是不一樣的，
2.2 對redis的影響
通過之前的綁核，可以解決redis實體本身在不同cpu之間切換導致的context switch開銷，
redis是基于網路部署的，內部采用了IO多路復用來實作（epoll機制）：
- 網路中斷處理程式用于檢測IO資料是否到達
- redis主執行緒用于最終的命令實作
為了避免網路中斷處理程式和redis主執行緒競爭cpu，也為了避免網路中斷處理程式在不同CPU上進行調度，一般會把網路中斷處理程式也會和CPU核進行系結，從而提升redis的性能，
通過上面的分析可以看出，網路中斷處理程式和redis主執行緒最終是要進行資料互動的，在多numa架構下，如果網路中斷處理程式和redis主執行緒分別屬于不同的numa節點，這最侄訓變成跨numa的間接記憶體訪問，最終也會影響性能，
所以在numa架構下，如果要針對網路中斷處理程式綁核，要把網路中斷處理程式和redis實體系結在同一個numa節點下，避免夸numua記憶體訪問，
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標籤：NoSQL
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