zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 分布式Redis的使用

    参考自这篇文章,作者写的很棒。

    作者:孤独烟

    来自:http://rjzheng.cnblogs.com/

    1.为什么使用Redis

      项目中使用Redis,主要从两个角度考虑:性能和并发。Redis还可以做分布式等其他功能,但是如果只是为了做分布式锁还可以考虑其他中间件(zookpeer等)。

      (一)性能

        碰到需要执行耗时特别久,且结果不频繁变动的SQL,就特别适合将运行结果放入缓存。这样,后面的请求就去缓存中读取,使得请求能够迅速响应

        

      (二)并发

        在大并发的情况下,所有的请求直接访问数据库,数据库会出现连接异常。这个时候,就需要使用redis做一个缓冲操作,让请求先访问到redis,而不是直接访问数据库。

        

    2.使用Redis有什么缺点

      (一)缓存和数据库双写一致性问题

      (二)缓存雪崩

      (三)缓存击穿

      (四)缓存的并发竞争问题

    3.单线程的Redis为什么这么快

      (一)纯内存操作

      (二)单线程操作,避免了频繁的上下文切换

      (三)采用非阻塞I/O多路复用机制

        如下图,简单来说,I/O多路复用就是。我们的redis-client在操作的时候,会产生具有不同事件类型的socket。在服务端,有一段I/0多路复用程序,将其置入队列之中。然后,文件事件分派器,依次去队列中取,转发到不同的事件处理器中

      

    4.Redis的数据类型及使用场景

    https://www.cnblogs.com/mrhgw/p/6278619.html

      (一)String

        最常规的set/get操作,value可以是String也可以是数字。一般做一些复杂的计数功能的缓存。  

      (二)hash
        这里value存放的是结构化的对象,比较方便的就是操作其中的某个字段。在做单点登录的时候,就是用这种数据结构存储用户信息,以cookieId作为key,设置30分钟为缓存过期时间,能很好的模拟出类似session的效果。

      (三)list
        使用List的数据结构,可以做简单的消息队列的功能。另外还有一个就是,可以利用lrange命令,做基于redis的分页功能,性能极佳,用户体验好。  

      (四)set
        因为set堆放的是一堆不重复值的集合。所以可以做全局去重的功能。为什么不用JVM自带的Set进行去重?因为我们的系统一般都是集群部署,使用JVM自带的Set,比较麻烦,难道为了一个做一个全局去重,再起一个公共服务,太麻烦了。

        另外,就是利用交集、并集、差集等操作,可以计算共同喜好,全部的喜好,自己独有的喜好等功能

      (五)sorted set
        sorted set多了一个权重参数score,集合中的元素能够按score进行排列。可以做排行榜应用,取TOP N操作。sorted set可以用来做延时任务。最后一个应用就是可以做范围查找

    5.Redis的过期策略及内存淘汰机制

      分析:比如你redis只能存5G数据,可是你写了10G,那会删5G的数据。怎么删的?还有,你的数据已经设置了过期时间,但是时间到了,内存占用率还是比较高,原因是什么?

      回答:
        redis采用的是定期删除+惰性删除策略。

      为什么不用定时删除策略?
        定时删除,用一个定时器来负责监视key,过期则自动删除。虽然内存及时释放,但是十分消耗CPU资源。在大并发请求下,CPU要将时间应用在处理请求,而不是删除key,因此没有采用这一策略.

      定期删除+惰性删除是如何工作的呢?
        定期删除,redis默认每个100ms检查,是否有过期的key,有过期key则删除。需要说明的是,redis不是每个100ms将所有的key检查一次,而是随机抽取进行检查(如果每隔100ms,全部key进行检查,redis岂不是卡死)。因此,如果只采用定期删除策略,会导致很多key到时间没有删除。

        于是,惰性删除派上用场。也就是说在你获取某个key的时候,redis会检查一下,这个key如果设置了过期时间那么是否过期了?如果过期了此时就会删除。  

      采用定期删除+惰性删除就没其他问题了么?
        不是的,如果定期删除没删除key。然后你也没即时去请求key,也就是说惰性删除也没生效。这样,redis的内存会越来越高。那么就应该采用内存淘汰机制

        在redis.conf中有一行配置

        # maxmemory-policy volatile-lru

        该配置就是配内存淘汰策略的
          1)noeviction:当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。应该没人用。
          2)allkeys-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最近最少使用的key。推荐使用,目前项目在用这种。
          3)allkeys-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,随机移除某个key。应该也没人用,你不删最少使用Key,去随机删。
          4)volatile-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,移除最近最少使用的key。这种情况一般是把redis既当缓存,又做持久化存储的时候才用。不推荐
          5)volatile-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,随机移除某个key。不推荐
          6)volatile-ttl:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,有更早过期时间的key优先移除。不推荐
          ps:如果没有设置 expire 的key, 不满足先决条件(prerequisites); 那么 volatile-lru, volatile-random 和 volatile-ttl 策略的行为, 和 noeviction(不删除) 基本上一致。

    6.Redis和数据库双写一致性问题

      分析:一致性问题是分布式常见问题,还可以再分为最终一致性和强一致性。数据库和缓存双写,就必然会存在不一致的问题。答这个问题,先明白一个前提。就是如果对数据有强一致性要求,不能放缓存。我们所做的一切,只能保证最终一致性。另外,我们所做的方案其实从根本上来说,只能说降低不一致发生的概率,无法完全避免。因此,有强一致性要求的数据,不能放缓存。

      回答:首先,采取正确更新策略,先更新数据库,再删缓存。其次,因为可能存在删除缓存失败的问题,提供一个补偿措施即可,例如利用消息队列。

    7.如何应对缓存击穿和缓存雪崩问题

      缓存穿透,即黑客故意去请求缓存中不存在的数据,导致所有的请求都怼到数据库上,从而数据库连接异常。    

      解决方案:
        (一)利用互斥锁,缓存失效的时候,先去获得锁,得到锁了,再去请求数据库。没得到锁,则休眠一段时间重试
        (二)采用异步更新策略,无论key是否取到值,都直接返回。value值中维护一个缓存失效时间,缓存如果过期,异步起一个线程去读数据库,更新缓存。需要做缓存预热(项目启动前,先加载缓存)操作。
        (三)提供一个能迅速判断请求是否有效的拦截机制,比如,利用布隆过滤器,内部维护一系列合法有效的key。迅速判断出,请求所携带的Key是否合法有效。如果不合法,则直接返回。


      缓存雪崩,即缓存同一时间大面积的失效,这个时候又来了一波请求,结果请求都怼到数据库上,从而导致数据库连接异常。

      解决方案:
        (一)给缓存的失效时间,加上一个随机值,避免集体失效。
        (二)使用互斥锁,但是该方案吞吐量明显下降了。
        (三)双缓存。我们有两个缓存,缓存A和缓存B。缓存A的失效时间为20分钟,缓存B不设失效时间。自己做缓存预热操作。然后细分以下几个小点

          I 从缓存A读数据库,有则直接返回

          II A没有数据,直接从B读数据,直接返回,并且异步启动一个更新线程。

          III 更新线程同时更新缓存A和缓存B。

  • 相关阅读:
    变更管理
    2020软件工程个人作业06——软件工程实践总结作业
    鸽子开发组---冲刺第七天
    冲刺第六天
    鸽子开发组---冲刺第五天
    鸽子开发组--冲刺第四天
    鸽子开发组--冲刺第三天
    鸽子开发组--冲刺第二天
    冲刺规划
    冲刺第一天
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fengcha0/p/10039311.html
Copyright © 2011-2022 走看看