java面試寶典 redis和分布式鎖

  • redis 是基于key-value的內(nèi)存高速緩存數(shù)據(jù)庫

  • redis 是單線程模型

  • redis 是單線程模型為什么能效率這么高?

  1. 純內(nèi)存操作
  2. 核心是基于非阻塞的 IO 多路復(fù)用機(jī)制Epoll摄咆,可以讓單個(gè)線程高效的處理多個(gè)連接請求
  3. 單線程反而避免了多線程的頻繁上下文切換問題
  • redis持久化

  1. rdb策略

rdb策略是指在指定的時(shí)間間隔內(nèi)將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)集快照寫入磁盤浩螺,實(shí)際操作過程是fork一個(gè)子進(jìn)程澳窑,先將數(shù)據(jù)集寫入臨時(shí)文件贺辰,寫入成功后,用二進(jìn)制壓縮存儲(chǔ)后再替換舊的鏡像文件玖院,

  1. aof策略

AOF持久化以日志的形式記錄服務(wù)器所處理的每一個(gè)寫台舱、刪除操作律杠,查詢操作不會(huì)記錄,以文本的方式記錄竞惋,可以打開文件看到詳細(xì)的操作記錄柜去。

  • 實(shí)現(xiàn) redis 的事務(wù)原子性

使用lua腳本,在lua腳本中執(zhí)行的操作是原子性的拆宛,不過要注意redis在執(zhí)行l(wèi)ua腳本時(shí)是不可以處理其他請求的

  • 如何讓redis處理更大的并發(fā)量

redis 集群

  • redis的緩存穿透

緩存穿透是指查詢一個(gè)數(shù)據(jù)庫一定不存在的數(shù)據(jù)嗓奢,因?yàn)椴槌鰜淼臄?shù)據(jù)是空,所以不會(huì)緩存數(shù)據(jù)浑厚,這樣就導(dǎo)致了每次查詢都會(huì)直接查詢數(shù)據(jù)庫

解決方案:

如果從數(shù)據(jù)庫查詢的對象為空股耽,也放入緩存,只是設(shè)定的緩存過期時(shí)間較短钳幅,比如設(shè)置為60秒物蝙。

  • redis的緩存雪崩

緩存雪崩,是指在某一個(gè)時(shí)間段贡这,緩存集中過期失效

解決方案:

  1. Key 緩存的周期帶個(gè)隨機(jī)因子茬末,緩存失效時(shí)間點(diǎn)也分散開來
  2. 使用 緩沖調(diào)用 開源模塊
  • redis的緩存擊穿

緩存擊穿,是指一個(gè)key非常熱點(diǎn)盖矫,在不停的扛著大并發(fā),大并發(fā)集中對這一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行訪問击奶,當(dāng)這個(gè)key在失效的瞬間辈双,持續(xù)的大并發(fā)就穿破緩存,直接請求數(shù)據(jù)庫柜砾,導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫被壓垮

解決方案:

  1. 根據(jù)緩存key業(yè)務(wù)特性設(shè)置緩存周期
  2. 使用 緩沖調(diào)用 開源模塊
  • 基于redis實(shí)現(xiàn)的分布式鎖

分布式鎖

分布式鎖是控制分布式系統(tǒng)有序的去對共享資源進(jìn)行操作湃望,通過互斥來保持一致性

業(yè)務(wù)中對分布式鎖的要求:
  1. 互斥性。在任意時(shí)刻痰驱,只有一個(gè)客戶端能持有鎖证芭。
  2. 不會(huì)發(fā)生死鎖。即使有一個(gè)客戶端在持有鎖的期間崩潰而沒有主動(dòng)解鎖担映,也能保證后續(xù)其他客戶端能加鎖废士。
  3. 具有容錯(cuò)性。只要大部分的Redis節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行蝇完,客戶端就可以加鎖和解鎖官硝。
  4. 解鈴還須系鈴人矗蕊。加鎖和解鎖必須是同一個(gè)客戶端,客戶端自己不能把別人加的鎖給解了氢架。
Redisson

Redisson采用了基于NIO的Netty框架傻咖,不僅能作為Redis底層驅(qū)動(dòng)客戶端,具備提供對Redis各種組態(tài)形式的連接功能岖研,對Redis命令能以同步發(fā)送卿操、異步形式發(fā)送、異步流形式發(fā)送或管道形式發(fā)送的功能孙援,LUA腳本執(zhí)行處理害淤,以及處理返回結(jié)果的功能,還在此基礎(chǔ)上融入了更高級的應(yīng)用方案赃磨,不但將原生的RedisHash筝家,List,Set邻辉,String溪王,Geo,HyperLogLog等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)封裝為Java里大家最熟悉的映射(Map)值骇,列表(List)莹菱,集(Set),通用對象桶(Object Bucket)吱瘩,地理空間對象桶(Geospatial Bucket)道伟,基數(shù)估計(jì)算法(HyperLogLog)等結(jié)構(gòu),在這基礎(chǔ)上還提供了分布式的多值映射(Multimap)使碾,本地緩存映射(LocalCachedMap)蜜徽,有序集(SortedSet),計(jì)分排序集(ScoredSortedSet)票摇,字典排序集(LexSortedSet)拘鞋,列隊(duì)(Queue),阻塞隊(duì)列(Blocking Queue)矢门,有界阻塞列隊(duì)(Bounded Blocking Queue)盆色,雙端隊(duì)列(Deque),阻塞雙端列隊(duì)(Blocking Deque)祟剔,阻塞公平列隊(duì)(Blocking Fair Queue)隔躲,延遲列隊(duì)(Delayed Queue),布隆過濾器(Bloom Filter)物延,原子整長形(AtomicLong)宣旱,原子雙精度浮點(diǎn)數(shù)(AtomicDouble),BitSet等Redis原本沒有的分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教届。不僅如此响鹃,Redisson還實(shí)現(xiàn)了Redis文檔中提到像分布式鎖Lock這樣的更高階應(yīng)用場景驾霜。事實(shí)上Redisson并沒有不止步于此,在分布式鎖的基礎(chǔ)上還提供了聯(lián)鎖(MultiLock)买置,讀寫鎖(ReadWriteLock)粪糙,公平鎖(Fair Lock),紅鎖(RedLock)忿项,信號量(Semaphore)蓉冈,可過期性信號量(PermitExpirableSemaphore)和閉鎖(CountDownLatch)這些實(shí)際當(dāng)中對多線程高并發(fā)應(yīng)用至關(guān)重要的基本部件。正是通過實(shí)現(xiàn)基于Redis的高階應(yīng)用方案轩触,使Redisson成為構(gòu)建分布式系統(tǒng)的重要工具寞酿。

Redisson 是如何實(shí)現(xiàn)分布式鎖要求的
  1. 互斥性

線程A和線程B會(huì)在redis中競爭同一個(gè)key,哪條線程獲取到key則執(zhí)行業(yè)務(wù)脱柱,另一個(gè)線程自旋等待

  1. 不會(huì)發(fā)生死鎖

線程A獲取到鎖后伐弹,會(huì)起一條守護(hù)線程,守護(hù)線程會(huì)給這個(gè)鎖續(xù)時(shí)榨为,所以如果線程A宕機(jī)了惨好,守護(hù)線程沒了,鎖沒有續(xù)時(shí)就會(huì)被回收到

  1. 具有容錯(cuò)性

redis 的主從配置

  1. 解鈴還須系鈴人

線程A 在redis獲取key時(shí)随闺,會(huì)給這個(gè)key一個(gè)當(dāng)前線程的UUID日川,線程A 再次請求鎖,由于UUID一樣矩乐,則會(huì)再次獲取到key龄句, 并且key的計(jì)數(shù)器+1, 線程A 解鎖,判斷UUID散罕,假如UUID 一致分歇, key的計(jì)數(shù)器-1, 當(dāng)計(jì)數(shù)器<=0 key就會(huì)被回收欧漱。

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