java面试宝典 redis和分布式锁

• redis 是基于key-value的内存高速缓存数据库

• redis 是单线程模型

• redis 是单线程模型为什么能效率这么高？

1. 纯内存操作
2. 核心是基于非阻塞的 IO 多路复用机制Epoll，可以让单个线程高效的处理多个连接请求
3. 单线程反而避免了多线程的频繁上下文切换问题

• redis持久化

1. rdb策略

rdb策略是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，实际操作过程是fork一个子进程，先将数据集写入临时文件，写入成功后，用二进制压缩存储后再替换旧的镜像文件，

2. aof策略

AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录。

• 实现 redis 的事务原子性

使用lua脚本，在lua脚本中执行的操作是原子性的，不过要注意redis在执行lua脚本时是不可以处理其他请求的

• 如何让redis处理更大的并发量

redis 集群

• redis的缓存穿透

缓存穿透是指查询一个数据库一定不存在的数据，因为查出来的数据是空，所以不会缓存数据，这样就导致了每次查询都会直接查询数据库

解决方案：

如果从数据库查询的对象为空，也放入缓存，只是设定的缓存过期时间较短，比如设置为60秒。

• redis的缓存雪崩

缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效

解决方案：

1. Key 缓存的周期带个随机因子，缓存失效时间点也分散开来
2. 使用 缓冲调用 开源模块

• redis的缓存击穿

缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，导致数据库被压垮

解决方案：

1. 根据缓存key业务特性设置缓存周期
2. 使用 缓冲调用 开源模块

• 基于redis实现的分布式锁

分布式锁

分布式锁是控制分布式系统有序的去对共享资源进行操作，通过互斥来保持一致性

业务中对分布式锁的要求：

1. 互斥性。在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。
2. 不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁，也能保证后续其他客户端能加锁。
3. 具有容错性。只要大部分的Redis节点正常运行，客户端就可以加锁和解锁。
4. 解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端，客户端自己不能把别人加的锁给解了。

Redisson

Redisson采用了基于NIO的Netty框架，不仅能作为Redis底层驱动客户端，具备提供对Redis各种组态形式的连接功能，对Redis命令能以同步发送、异步形式发送、异步流形式发送或管道形式发送的功能，LUA脚本执行处理，以及处理返回结果的功能，还在此基础上融入了更高级的应用方案，不但将原生的RedisHash，List，Set，String，Geo，HyperLogLog等数据结构封装为Java里大家最熟悉的映射（Map），列表（List），集（Set），通用对象桶（Object Bucket），地理空间对象桶（Geospatial Bucket），基数估计算法（HyperLogLog）等结构，在这基础上还提供了分布式的多值映射（Multimap），本地缓存映射（LocalCachedMap），有序集（SortedSet），计分排序集（ScoredSortedSet），字典排序集（LexSortedSet），列队（Queue），阻塞队列（Blocking Queue），有界阻塞列队（Bounded Blocking Queue），双端队列（Deque），阻塞双端列队（Blocking Deque），阻塞公平列队（Blocking Fair Queue），延迟列队（Delayed Queue），布隆过滤器（Bloom Filter），原子整长形（AtomicLong），原子双精度浮点数（AtomicDouble），BitSet等Redis原本没有的分布式数据结构。不仅如此，Redisson还实现了Redis文档中提到像分布式锁Lock这样的更高阶应用场景。事实上Redisson并没有不止步于此，在分布式锁的基础上还提供了联锁（MultiLock），读写锁（ReadWriteLock），公平锁（Fair Lock），红锁（RedLock），信号量（Semaphore），可过期性信号量（PermitExpirableSemaphore）和闭锁（CountDownLatch）这些实际当中对多线程高并发应用至关重要的基本部件。正是通过实现基于Redis的高阶应用方案，使Redisson成为构建分布式系统的重要工具。

Redisson 是如何实现分布式锁要求的

1. 互斥性

线程A和线程B会在redis中竞争同一个key，哪条线程获取到key则执行业务，另一个线程自旋等待

2. 不会发生死锁

线程A获取到锁后，会起一条守护线程，守护线程会给这个锁续时，所以如果线程A宕机了，守护线程没了，锁没有续时就会被回收到

3. 具有容错性

redis 的主从配置

4. 解铃还须系铃人

线程A 在redis获取key时，会给这个key一个当前线程的UUID，线程A 再次请求锁，由于UUID一样，则会再次获取到key， 并且key的计数器+1, 线程A 解锁，判断UUID，假如UUID 一致， key的计数器-1， 当计数器<=0 key就会被回收。

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