浅聊什么是Redis?

需求:MySQL面临大量的查询,即读写操作,因此类比CPU,给数据加缓存,Redis诞生。应用程序从MySQL查询的数据,在Redis设置缓存(记录在内存中,无需IO操作),后再需要可查询缓存。

内存满了怎么办?

定期删除:给缓存内容设置超时时间,删除随机算法选择的部分过期内容。

惰性删除:逃脱随机算法的过期键值数据,遇到查询请求即删除。

内存淘汰策略:仍然内存不足后的方法

常见的三种问题&应对方式

缓存穿透:查询数据不存在,绕过redis持续读写操作。

缓存击穿:热点数据被删除,大量请求到mysql。

缓存雪崩:大量数据过期删除,mysql崩溃。

缓存击穿&缓存雪崩应对方式:过期时间分布均匀 + 热点数据永不过期

缓存穿透应对方式:布隆过滤器Bloom filter

· 是基于哈希算法和位数组的,节省空间的概率数据结构

· 用于回答这个元素是否在集合中?会给出肯定的否或可能的是的回答,可能误报存在,不可能漏报-不存在一定不存在

持久化存储机制

需求:redis崩溃导致数据丢失,需提前在硬件上做持久化存储。

RDB二进制文件:按配置参数周期性备份,但是分钟级备份不能应对毫秒级请求需求,参考mysql的binlog操作命令日志,AOF持久化诞生。

AOF(Append Only File)持久化:redis命令日志文件

· 若没执行一个操作就写入硬盘中文件会严重影响性能,因此创建临时缓冲区aof_buf;

· 备份文件过大,因此出现AOF重写机制,指令合并

· 子进程重写过程中修改数据导致数据不一致,因此创建aof_rewrite_buf,存放子进程重写期间redis写入命令,子进程重写后再据此补充aof文件,替换原文件

哨兵与高可用原理

需求:通过主从复制达到高可用-减少服务不可用的时间

主节点:负责数据写入和同步(RDB文件+命令传播),复制积压缓冲区(同步给从节点的时候同时写入缓冲区以作备份)

从节点:同主节点一样,根据游标偏移量比较缺失数据内容

多个哨兵sentinel负责统筹协调,谁要是掉线了,可以选一个从节点顶上,无需程序员主动将从节点设为主节点。

· 哨兵每隔10s用info命令问候主节点,获取从节点信息;每隔1s用ping命令问候各节点看是否在线

· 哨兵发现主节点掉线为主观下线,按配置多个哨兵发现则为客观下线

故障转移:选择新的主节点,让其他从节点从新的主节点同步数据,把原来旧的主节点改成从节点

新主节点选择标准:优先级越高(如高配置)、断开主节点时间越短、复制偏移量越大

Redis集群机制

需求:提升数据容量

通过三次握手加入集群(参考TCP三次握手)

数据存储分配(参考哈希表):16384个哈希桶/槽位Slot,程序员按内存分配。

· 数据读写时,对键值进行哈希计算/槽位计算

· 互相知晓槽位信息,么个槽位用一个bit表示,自己负责的是1,否则0,总过2048字节

· struct clusterNode *slots[16384 / 8]额外超大数组存储每个槽由哪个节点负责

· 所有的槽位均有节点负责才是集群上线状态,否则是下线状态

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