Redis面试常问此类问题。我们就认真的分析一下。
缓存三连问
缓存穿透(没有key):
- 问题:
- 用户请求读取redis中没有数据,又去找数据库中,数据库也没有。现在的情况就相当于直接访问redis又访问数据库,一旦请求量变大,就数据库扛不住,就挂了。
- 解决办法:
- 在用户的请求,对请求参数判断,不合法,就直接return
- 数据库找不到,那就再redis弄个虚假的数据,设置TTL。 缺点:占用大量内存空间存储
- 使用布隆过滤器。 缺点:不保证100%没问题
缓存击穿(一个热点key失效):
- 用户访问一个热点的redis的key,但是这个key突然失效,失效瞬间,大量请求数据库就打进来了,直接打崩数据库。
- 解决办法:
- 此热点key设置永不过期,如需要业务判定时,建议存储新对象(属性有Object data,String expireTime)。原数据存放在data中
- (互斥)锁。从数据库读取值,插入key的时候,使用Redisson只允许一个线程读取即可!(也可以使用setnx命令实现,此命令读取的时候会判断key是否存在,如果锁存在才会去插入key,即可避免。但是不建议使用此基础版本的互斥锁)
缓存雪崩(多个key失效):
- 问题:
- 用户大量的请求到redis中读取数据,但是redis中的key,设置了相同的失效时间,一旦到了失效时间,大量的key失效,请求直接打在数据库中,将数据库打崩。
- 解决办法:
- 设置不同key的失效时间,避免同时key失效,瞬间数据库访问大量并发。
- 设置不失效,一旦数据户有变动,就刷新缓存。
如何避免 Redis 缓存崩溃的三个问题?
- 事前:部署集群
- 事中:使用本地 ehcache缓存 + hystrix 限流、降级
- 事后:redis持久化存储(RDB+AOF),一旦重启,自动读取硬盘上的数据,快速恢复。
什么是RDB AOF?
- RDB:半持久化,通过默认配置,设置时间进行持久化新的文件,然后完成替换老的文件存储。会存在数据丢失问题,因为设置60s存储一次,如果存储时间没到,就挂了,那么上一次的存储时间到崩溃时间的数据就会丢失
Redis RDB 配置 在redis.conf文件中
RDB 触发机制配置
RDB会在主动退出时,执行一次save!如果需要额外的触发机制,需要下面配置
# save 可以多设置几个
# 900秒内,如果1个key被修改,就会执行bgsave
save 900 1
# 300秒内,如果10个key被修改,就会执行bgsave
save 300 10
# 60秒内,如果1000个key被修改,就会执行bgsave
save 60 10000
如果彻底禁用RDB 请使用,并注释掉其他save配置
save ""
RDB 其他配置
# 是否开启压缩,不开启on,开启yes。不建议开启,压缩会额外使用CPU
rdbcompression on
# 指定RDB文件名称,如果变更名字,重启不会恢复原来的dump文件中的数据,你可以改原来的文件名后再重启
dbfilename dump.rdb
# 文件保存的路径
dir ./
主动使用RDB保存文件:
- 主进程执行:通过redis-cli,执行save命令! 此方式会阻塞其他redis命令执行
- 推荐 子线程进行:通过redis-cli,执行bgsave命令!
Redis的bgsave命令执行基本流程
先了解页表概念:是一种特殊的数据结构,放在系统空间的页表区,存放逻辑页(逻辑地址)与物理页帧(物理内存内置)的对应关系。 每一个进程都拥有一个自己的页表。页表可被复制的好处:可以实现:进程之间直接共享真实物理内存。不用完全复制一份真实的物理内容给新的进程使用!
- fork过程:主进程得到子进程,子进程共享主进程的(页表)内存数据了。
- redis完成fork后:读取内存数据,开始保存到磁盘了!将来新的dump.rdb替换旧得durm.rdb文件
注意fork使用copy-on-write技术,但bgsave执行过程中,主线程得到其他命令会有不同的操作
- 主进程执行读操作,访问共享内容数据
- 主进程写操作:先拷贝一份共享数据(页表),在新拷贝的内存空间执行写操作。此时内存占用就会翻倍了。fork使用完毕,释放原来内存!
AOF:Append Only File
Redis处理每一个写命令,都会记录在AOF文件中,可以看做写命令的日志文件
AOF原理就是,读取命令,再次执行!
配置文件
# 是否开启AOF功能,默认是no 不开启
appendonly yes
# AOF文件名称
appendfilename "appendonly.aof"
配置:AOF执行频率
# 每一次执行都写一次命令,立刻记录。简称:同步刷盘
appendfsync always
# 写命令先进入AOF缓冲区,然后每秒写入进AOF文件,默认方式。简称:每秒刷盘
appendfsync everysec
# 写命令先放入AOF缓冲区,由操作系统决定缓冲器内容写入磁盘。
appendfsync no
AOF文件会比较大,会保存所有命令,但是RDB文件仅仅保存数据,所以会更小。
bgrewriteaod命令:如果aof命令有set name zhangsan、set name lisi。那么在数据恢复时,仅仅会执行set name lisi。也就是保存文件最后一个数据。
配置AOF自动触发机制
# AOF文件比上次文件,增长超过多少半分 触发重写
auto-aof-rewrite-percentage 100
# AOP文件体积最小多大开始触发重写
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
不管怎样,AOF等价RDB文件会更大!
RDB与AOF区别与使用
- RDB与AOF同时存在:优先听AOF的。
- 但是RDB性能更好,但是存在丢失的概率更大
- AOF持续性的IO性能 差一点,但是丢失数据的概率更小
- 官方建议同时存在:RDB做备用,AOF重写时间长一点,减少性能消耗。
- RDB恢复速度快,AOF要执行后,才能算恢复数据。
- RDB存在的意义是:可以做异地备份,方式数据因意外丢失!
Redis键过期的策略有(常用)?
- 定时删除:设置个过期时间,到时间自动删除
- 惰性删除:如果过期了不管,一旦调用的时候,再判断,过期了再删除
- 定期删除:(外部手段干扰)定时间对数据库进行检查,删除里面的过期值
Redis 的超卖问题 & 简单分布式锁
单机部署的项目,简单的加jvm锁(也就是传说中的(synchronized)就行了。但是目前是分布式项目,加锁只能保证单机服务问题,就无法保证多机的数据安全问题。我们就需要一个 分布式锁
我们采用redis 来做分布式锁,当然分布式锁有很多方式,redis比较方便一点。
调用的是Redis的 API setnx key value 也就是K 不在 在设置V,K在,不设置V
setnx key value
# 当key 不存在的时候 才会set 值
在 stringRedisTemplate 中 调用的是.opsForValue().setIfAbsent("key",value); 返回一个布尔值
如果单纯这样涉及,就会有所谓的死锁情况,比如项目加锁后,停电,嘎,没有释放锁,锁的key永久都在,所以务必加上key的失效时间
在刁钻一点
加上失效时间 如果写法不对也不能保证100%的没问题
流程图图下
有个问题,服务器挂了,标记未删除
如果 在没有删除 标记之前,服务器挂了,重启后,所有的 请求都去设置标记,但每次都是获得,已经存在标记了,就会带来新的问题。
我们需要对一个key 设置一下 超时时间
// 格式: stringRedisTemplate.expire(key,value,time,时间单位)
// 设置 10 秒 失效时间
stringRedisTemplate.expire("flag",10,TimeUtils.Second);
上面的也有问题,如果 添加key 之后 在设置失效时间,就会带来新的问题,添加的时候,没设置失效之前挂了。我们就需要在设置key的时候,同时 指定时间
超高并发依旧有问题!!!!
超高并发依旧有问题!!!!
超高并发依旧有问题!!!!
// 添加标记10秒失效
Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("key",value,10, TimeUtils.Second);
try {
if (!result) {
System.out.println();
} else {
System.out.println();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 删除key标记
stringRedisTemplate.delete("key");
}
还有个问题 如果 redis 设置key后 网络超时了,10秒后,网络正常了 或者 业务 响应了 10秒 即 分布式锁永久失效(自己加的锁,被别人释放了)
我们设置标记的value 为我们当前操作的 UUID,我们删除的时候,都要去读取匹配 我们的UUID ,匹配成功,我们才取删除!
还有问题 查到自己的UUID,匹配成功,去删除的时候,10秒失效时间到了,其他线程,一样拿到线程,霍霍数据 (锁续命问题)
开辟新线程,去检验 主线程 是否持有锁,如果有所,重新设置 锁时间,手写太要命,用Redis 官方推荐的 Redisson
Redisson :https://github.com/redisson/redisson
他是对 jedis 增强,虽然没有直接关系!!! redis son 即 redis的儿子 ,被官方承认的!
用途:
Redisson 里的lock 机制,是开启定时器 (根据存储键的时间/3),重新设置 redis 中键的失效时间,并嵌套调用
Redisson锁的可重入性
特别说明:
由于Redis才有主从复制的情况,切换子节点作为主节点时,难免出现主从复制延迟情况,进而造成锁失效。如果Redis是单主节点,就不会有这个情况!
Redisson使用教程
Maven依赖
<!-- Redisson -->
<dependency>
<groupId>org.redisson</groupId>
<artifactId>redisson</artifactId>
<version>3.15.0</version>
</dependency>
注入一个 Bean
@Bean
public Redisson redisson() {
Config config = new Config();
// Redis是单机服务
// 如果是集群服务请使用config.useClusterServers().addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7181","rediss://127.0.0.1:7182");
// 如果是云托管redis自己去redisson官网查询用法即可!
config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379").setDatabase(0);
return (Redisson) Redisson.create(config);
}
快速使用 伪代码,请查看下方更为详尽的代码!
@Autowired
Redisson redisson;
@Test
public void Redisson入门Demo() {
String lockKey = "自定义一个key(一般是用户Id锁自己的操作)";
RLock redissonLock = redisson.getLock(lockKey);
boolean doLockRes = redissonLock.tryLock();
if (doLockRes) {
try {
// TODO 执行业务操作
} finally {
if (doLockRes) {
redissonLock.unlock();
}
}
} else {
System.out.println("加锁失败!");
}
}
Redisson 更详细的代码
@Autowired
private Redisson redisson;
@SneakyThrows
@Override
public void XXXXX(String[] args) {
String lockKey = "自定义一个key(一般是用户Id锁自己的操作)";
RLock redissonLock = redisson.getLock(lockKey);
boolean flag = false;
//todo 使用Redisson 获得一个5秒的分布式锁,如果加载try里,拿锁出现异常,执行释放锁,就会释放了寂寞
flag = redissonLock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS);
try {
if (flag) {
// TODO 执行自己的业务逻辑 先查询订单数量,再下单。
} else {
System.out.println("没有加锁成功,业务不执行执行!!");
}
} catch (Exception e) {
// todo 自己做自己业务的异常处理
} finally {
// todo 一旦加锁成功,方法结束必须要释放锁
if (flag) {
redissonLock.unlock();
}
}
}
Redis 主从架构锁失效问题
Redlock
Redis的多级缓存一致性问题
Redis与数据库缓存不一致问题
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