冰怜
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数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群

如何通过Redis实现分布式锁

分布式锁需要解决的问题

互斥性

安全性

死锁

容错

 

SEINX 实现分布锁

 

SEINX key value:如果key不存在，则创建并赋值

时间复杂度:O（1）

返回值:设置成功,返回1;设置失败,返回0。

 

 

如果解决SEINX长期有效的问题

expire key seconds

设置key的生存时间,当key过期时(生存时间为0)，会被自动删除

这串代码有设计问题 如果没有设置成功 就不会执行独立资源逻辑 缺点原子性得不到满足

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第1张图片

 

set key value

 

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setnx locknx test 不存在就创建并赋值 第二次赋值不会进行改变

expire locknx task 设置过期时间 2秒

set locktarget 1234 ex 10 nx 应为还有没有过期 所以不能设置

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第3张图片

 

大量的key同时过期的注意事项

集中过期，由于清理大量的key很耗时，会出现短暂的卡顿现象

解放方案：在设置key的过期时间的时候，给每个key加上随机值

 

如何使用Redis做异步队列

使用List作为队列，rpush生产消息，lpop消费消息

它的缺点：没有等待队列里有值就直接消费

弥补:可以通过在应用层引入sleep机制去调用lpop重试

rpush 添加消息，

然后lpop取出消息

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第4张图片

blpop key [key...]timeout:堵塞直到队列有消息或超时

缺点:只提供一个消费者消息

timeout 是时间 堵塞时间

blpop testlist 30  testlist这key堵塞30 秒

另一个客户端shell rpush testlist aaa

那台客户端就获取到了消息

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pub/sub:主题订阅者模式

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老师案例是四个客户端

第一个订阅一个频道

订阅一个myTopic 代码如下

subscribe myTopic

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第三个没有订阅，

第四个 往myTopic中添加 "Hello"

第二客户端和第一次客户端 获取到 第四个客户端发送的

 

pub/sub的缺点

消息的分布是无状态，无法保证可达

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Redis如何做持久化

RDB

RDB(快照)持久化:保存某个时间点的全量数据快照(配置文件进行配置，具体另找文件 这篇只是讲下面试)

save:堵塞Redis的服务器进程，知道RDB文件被创建完毕

bgsave:fork出一个子进程来创建RDB文件，不堵塞服务器进程

 

自动化触发RDB持久化的方式

根据redis.conf配置的SAVE m m定时触发 (用的是BGsave)

主从复制时,主节点自动触发

执行Debug Reload

执行Shutdown且没有开启AOF持久化

 

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第9张图片

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第10张图片

 

AOF

AOF(持久化):保存写状态

记录下除了查询以外的所有变更数据库状态的指令

以append的形式追加保存到AOF文件中(增量)

 

日志重写解决AOF文件太小不断增大的问题，原理如下：

调用fork()，创建一个子进程

子进程吧新的AOF写到一个临时文件里，不依赖原来的AOF文件

主进程持续将新的变动同时写到内存和原来的AOF里

主进程获取子进程重写AOF的完成信号，往新AOF同步增强变动

使用新的AOF文件替换掉旧的AOF文件

 

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第11张图片

 

 

RDB和AOF的优缺点

RDB优点:全量数据快照，文件小，恢复快

RDB缺点：无法保存最近一次快照之后的数据

AOF优先：可读性高，适合保存增量数据，数据不易丢失

AOF缺点：文件体积大，恢复时间长

 

RDB-AOF混合持久化方式

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使用Pipeline的好处

Pipeline和Linux的管道类似

Redis基于请求/响应模型，单个请求处理需要一一应答

Pipeline批量执行指令，节省多次IO往返的时间

有序依赖的指令建议分批发送

 

主从同步原理

全同步过程

Slave发送sync命令到Master

Master 启动一个后台进程，将Redis中的数据快照保存文件中

Master将保存数据快照期间接收到的写命令缓存起来

Master完成写文件操作后，将该文件发送Slave

使用新的RDB文件替换掉旧的RDB文件

Master将这期间收集的增量写命令发送到Slave段

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第13张图片

 

增量同步过程

Master接受到用户的操作指令，判断是否需要传播到Slave

将操作记录追加到AOF文件

将操作传播到其他Slave:1、对齐主从库；2、往响应缓存写入指令

将缓存中的数据发送给Slave

 

解决主从同步Master宕机后的主从切换问题：

监控：检查主从服务器是否允许正常

提醒：通过API向管理员或者其他应用程序发送故障通知

自动故障迁移：主从切换

 

流言协议Gossip

在杂乱无章中寻求一致

每个节点都随机地与对方通信，最终所有节点的状态达成一致

种子节点定期随机向其他节点发送节点列表以及需要传播的消息

不保证消息一定会传播给所有节点，但是最终会趋于一致

 

 

如何从海量数据里快速找到所需？

集群

分片：按照某种规则去划分数据，分散存储在多个节点上

起始位的左边是 2^32-1

 

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第14张图片

 

顺时针 一个个服务器进行连接 传递数据

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Node C 宕机 它就会顺时针找到里自己最近分服务器

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增加服务器只需要在c的位置操作就行

Redis 集群 修改少，扩展性大

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但是集群也是有缺点

它的缺陷就是 如果服务器分配不均匀 都会往自己近的服务器传数据

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第18张图片

 

 

添加编号或者在IP方向进行修改

数据缓存Redis-分布式锁、异步队列、持久化、Redis集群_第19张图片

 

 

 

 

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按字母分类： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ其他