目录

Memcached VS Redis

Redis 数据淘汰策略

为什么 Redis 把所有数据都放到内存中?

Redis 的并发竞争问题如何解决?

Redis 过期键的删除策略

Redis 与一般 db 的同步过程

简述 Redis 哨兵模式

Redis 哨兵监控机制

如何保证缓存与数据库的双写一致性?

Reids 报错:WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value


Memcached VS Redis

1、存储方式不同:memcached 把数据全部存在内存之中,断电之后会挂掉,而 redis 虽然也用到了内存,但是可以将内存数据保存到磁盘中,保证数据持久性。

2、数据支持类型不同:memcached 对数据支持比较简单(基于内存的key-value存储),而 redis 支持数据类型较丰富,如 string、list、set、sorted set、hash。

3、底层实现不同:一般调用系统函数,会消耗比较多的时间去请求,redis 自己构建了 vm,速度会更快。

Redis 数据淘汰策略

1.volatile-lru:从已经设置过期时间的数据集中,挑选最近最少使用的数据淘汰。

2.volatile-ttl:从已经设置过期时间的数据集中,挑选即将要过期的数据淘汰。

3.volatile-random:从已经设置过期时间的数据集中,随机挑选数据淘汰。

4.allkeys-lru:从所有的数据集中,挑选最近最少使用的数据淘汰。

5.allkeys-random:从所有的数据集中,随机挑选数据淘汰。

6.no-enviction:禁止淘汰数据。

可以通过 maxmemory-policy 配置。

为什么 Redis 把所有数据都放到内存中?

1、redis 为了达到最快的读写速度,将数据都读到内存中,并通过异步的方式将数据写入磁盘。如果不将数据放在内存中,磁盘IO 速度会严重影响 redis 的性能。

Redis 的并发竞争问题如何解决?

1、首先 redis 为单进程单线程模式,采用队列模式将并发访问变为串行访问。

2、redis 本身没有锁的概念,redis 对多个客户端连接并不存在竞争,但是在 Jedis 客户端对 redis 进行并发访问时会产生一系列问题,这些问题时由于客户端连接混乱造成的。有两种方案解决。

1、在客户端,对连接进行池化,同时对客户端读写 redis 操作采用内部锁 synchronized。

2、在服务器角度,利用 setnx 实现锁。

Java 使用 Redis(菜鸟教程):http://www.runoob.com/redis/redis-java.html

Redis 过期键的删除策略

定时删除

1)在设置键的过期时间的同时,创建一个 timer,让定时器在键的过期时间到达时,立即执行对键的删除操作(主动删除)。

2)对内存友好,但是对 cpu 时间不友好,有较多过期键的情况下,删除过期键会占用相当一部分 cpu 时间。

惰性删除

1)放任过期键不管,但是每次从键空间中获取键时,都检查取到的键是否过期,如果过期就删除,如果没过期就返回该键(被动删除)。

2)对 cpu 时间友好,程序只会在取出键的时候才会对键进行过期检查,这不会在删除其他无关过期键上花费任何 cpu 时间,但是如果一个键已经过期,而这个键又保留在数据库中,那么只要这个过期键不被删除,他所占用的内存就不会释放,对内存不友好。

定期删除

1)每隔一段时间就对数据库进行一次检查,删除里面的过期键(主动删除)。

2)采用对内存和 cpu 时间折中的方法,每过一段时间执行一次删除过期键操作,并通过限制操作执行的时长和频率来减少对 cpu 时间的影响。难点在于选择一个好的策略来设置删除操作的时长和执行频率。

Redis 过期键删除策略是惰性删除 + 定期删除 组合使用:

1)Redis的惰性删除策略由 db.c/expireIfNeeded 函数实现,所有键读写命令执行之前都会调用 expireIfNeeded 函数对其进行检查,如果过期,则删除该键,然后执行键不存在的操作;未过期则不作操作,继续执行原有的命令。

2)由redis.c/activeExpireCycle 函数实现,函数以一定的频率运行,每次运行时,都从一定数量的数据库中取出一定数量的随机键进行检查,并删除其中的过期键。定期删除函数的运行频率,可以通过 redis.conf 配置文件的 hz 选项修改,可取值为 [1,500],值越大,定时器运行的频率越高,但是也越小消耗 CPU,默认值为 10。

Redis 与一般 db 的同步过程

1、对于数据查询:先去 redis 中判断数据是否存在,如果存在,则直接返回缓存好的数据,如果不存在,去 db 中读取数据,并把数据缓存一份到 redis 中。适用于数据比较大,但是不经常更新的情况,如用户排行。

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 2、对于数据更新:先去 redis 中判断数据是否存在,如果存在,则直接更新对应数据(这一步会记录下更新的 key),并把更新后的数据返回给页面,如果不存在,先去数据库中更新内容,然后把数据保存一份到redis中。再往后,后台会进行一系列操作,把redis中更新的key读取出来,找到数据库中对应的数据,并更新数据库。这种方式是把redis当作数据库使用,适合大数据的频繁变动。但是对 redis 的依赖很大,要做好挂掉之后的数据备份。

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简述 Redis 哨兵模式

哨兵是对 redis 进行实时的监控,主要有两个功能:

1)监测主数据库和从数据库是否正常运行。

2)当主数据库出现故障的时候,可以自动将一个从数据库转换为主数据库,实现自动切换。

Redis 哨兵监控机制

1、哨兵监控也是有集群的,会有多个哨兵进行监控,当判断发生故障的哨兵达到一定数量的时候才进行修复。一个健壮的部署至少需要三个哨兵实例。

2、每个Sentinel(哨兵)以每秒钟一次的频率向它所知的 Master(主人),Slave(奴隶)以及其他 Sentinel 实例发送一个 PING 命令 

3、如果一个实例(instance)距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值, 则这个实例会被 Sentinel (哨兵)标记为主观下线。 

4、如果一个 Master (主人)被标记为主观下线,则正在监视这个 Master 的所有 Sentinel(哨兵) 要以每秒一次的频率确认Master 的确进入了主观下线状态。 

5、当有足够数量的 Sentinel(大于等于配置文件指定的值)在指定的时间范围内确认 Master 的确进入了主观下线状态, 则Master 会被标记为客观下线

6、在一般情况下, 每个 Sentinel (哨兵)会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有Master,Slave 发送 INFO 命令。 

7、当 Master 被 Sentinel 标记为客观下线时,Sentinel 向下线的 Master 的所有 Slave 发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次 

8、若没有足够数量的 Sentinel 同意 Master 已经下线, Master 的客观下线状态就会被移除。 若 Master 重新向 Sentinel 的 PING 命令返回有效回复, Master 的主观下线状态就会被移除。

如何保证缓存与数据库的双写一致性?

1、只要用缓存,就会涉及到缓存与数据库双写,就会有数据一致性的问题。

2、最简单的方式是:读的时候,先读缓存,缓存没有时,再读数据库,然后取出数据后放入缓存,同时返回响应;更新的时候,先删除缓存,再更新数据库。

为什么是删除缓存,而不是更新缓存?

1、很多时候,缓存不单单是数据库中直接取出来的值,也可能是需要查询多个表的数据并进行运算得出的值,
比如在 1 分钟内修改了 20 次、100 次,那么缓存更新 20 次、100 次,但是这个缓存在 1 分钟内只被读取了 1 次,有大量的冷数据。而如果是删除缓存的话,那么在 1 分钟内,这个缓存不过就是重新计算一次而已,开销大幅度降低,用到缓存才去算缓存。

为什么是先删除缓存,再更新数据库?

1、先修改数据库,再删除缓存:如果删除缓存失败了,那么会导致数据库中是新数据,缓存中是旧数据,就出现了数据不一致。
2、先删除缓存,再修改数据库:如果数据库修改失败了,那么数据库中是旧数据,缓存中是空的,那么数据不会不一致,因为读的时候缓存没有,则读数据库中旧数据,然后更新到缓存中。

Reids 报错:WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

1、redis 取值时报错:WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value。
这是因为取值的方法类型不对,比如值是 hash 类型,却使用 get key 的字符串取值就会报错。

127.0.0.1:6379> type userSession
hash
127.0.0.1:6379> get userSession
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379>