架构知识总结--3、分布式缓存架构（上）

以你之姓@ 2021-10-15 05:41 402阅读 0赞

**目录**

（1）在项目中缓存是如何使用的？

（2）为什么要用缓存呢？

1）高性能

2）高并发

（3）用了缓存之后会有啥不良的后果？

（4）redis和memcached有啥区别

（5）redis的线程模型

（6）为啥redis单线程模型也能效率这么高？

（7） redis都有哪些数据类型？分别在哪些场景下使用比较合适？

（8） redis的过期策略都有哪些？内存淘汰机制都有哪些？

redis的过期策略都有哪些

内存淘汰机制

（10）如何保证Redis的高并发和高可用？

高并发：

高可用：

1、主从架构的核心原理

--------------------

# （1）在项目中缓存是如何使用的？ #

在我的微服务电商项目中，通过redis缓存来保存商品的数据。

# （2）为什么要用缓存呢？  #

高性能和高并发

## 1）高性能  ##

redis查询走的是缓存，速度远比数据库查询快很多

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 2）高并发  ##

我自己之前通过jmeter对mysql进行压测，2核cpu支撑到2000的qps，基本上就不行了。

而我使用redis进行压测的时候，2核cpu支撑到4000的qps。

理论上redis的性能应该远高于mysql的几十倍，但是这的电脑上进行压测的时候没有达到预期的10万qps效果，但是也足以证明redis性能比mysql要好。

# （3）用了缓存之后会有啥不良的后果？  #

1）缓存与数据库双写不一致

2）缓存雪崩

3）缓存穿透

4）缓存并发竞争

# （4）redis和memcached有啥区别 #

1）redis支撑过多的数据类型

2）redis支持redis cluster集群模式的

# （5）redis的线程模型  #

1）文件事件处理器

redis基于reactor模式开发的文件事件处理器，由一个IO多路复用机制同时监听多个socket，用队列模式将并发访问变成串行访问。，所以多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系。

文件事件处理器的结构包含4个部分：socket，IO多路复用程序，文件事件分派器，事件处理器（命令请求处理器、命令回复处理器、连接应答处理器，等等）。

2）客户端与redis通信的一次流程

在redis启动初始化的时候，redis会将连接应答处理器跟AE\_READABLE事件关联起来，接着如果一个客户端跟redis发起连接，此时会产生一个AE\_READABLE事件，然后由连接应答处理器来处理，跟客户端建立连接，创建客户端对应的socket，同时将这个socket的AE\_READABLE事件跟命令请求处理器关联起来。

当客户端向redis发起请求的时候（不管是读请求还是写请求，都一样），首先就会在socket产生一个AE\_READABLE事件，然后由对应的命令请求处理器来处理。这个命令请求处理器就会从socket中读取请求相关数据，然后进行执行和处理。

接着redis准备好了客户端的响应数据之后，就会将socket的AE\_WRITABLE事件跟命令回复处理器关联起来，当客户端这边准备好读取响应数据时，就会在socket上产生一个AE\_WRITABLE事件，会由对应的命令回复处理器来处理，将准备好的响应数据写入到socket，供客户端来读取。

命令回复处理器写完之后，就会删除这个socket的AE\_WRITABLE事件和命令回复处理器的关联关系。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

#  （6）为啥redis单线程模型也能效率这么高？ #

1）纯内存操作

2）核心是基于非阻塞的IO多路复用机制

3）单线程反而避免了多线程的上下文切换问题

# （7） redis都有哪些数据类型？分别在哪些场景下使用比较合适？ #

（1）string

（2）hash

存储复杂类型

（3）list

存储集合

（4）set

（5）sorted set

# （8） redis的过期策略都有哪些？内存淘汰机制都有哪些？ #

## redis的过期策略都有哪些 ##

定期删除+惰性删除：

定期删除：指的是redis默认是每隔100ms就随机抽取一些设置了过期时间的key，检查其是否过期，如果过期就删除。

惰性删除：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，如果过期了此时就会删除，不会给你返回任何东西。

## 内存淘汰机制 ##

过期策略导致redis存储了大量数据，内存不足。

1）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

#  #

# （10）如何保证Redis的高并发和高可用？ #

## 高并发： ##

redis高并发：主从架构，实现读写分离

## 高可用： ##

Redis采用两种持久化方式，AOF（实时写入，出现故障不会出现数据丢失）和RDB（每隔一段时间拷贝，适合冷备份到云上），AOF持久化是指追加写命令到aof文件的方式，RDB是指定期保存内存快照到rdb文件的方式。

### 1、主从架构的核心原理  ###

主从复制原理：

如果slave 节点是重启的话，slave节点会通过他保存的master id，连接到master节点，master节点将backlog文件保存的offset位置之后的数据复制给slave节点；（slave节点在backlog文件中也保存了一个offset来于master的offset同步）

如果是第一次连接就会直接在内存中产生一个RDB快照（不经过磁盘），发送给slave节点，slave先将RDB快照 持久化到磁盘上，然后写入到slave内存中

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

###  ###

#  #

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211015/0581d7133c2f4fe6a1fa4de98438b120.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211015/5afac080d20243bea703abe9adee989f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211015/53f1257f0efa47148d2455e6ca2f23ad.png