三大缓存框架(Ehcache+Memcache+Redis)基础

    xiaoxiao2022-07-04  147

     

    1、Ehcache(纯Java的进程内缓存框架,也叫二级缓存)

            Ehcache是一个开源的、设计于提高在数据从RDBMS中取出来的高花费、高延迟采取的一种缓存方案(在Java项目广泛的

    使用)。正因为Ehcache具有健壮性(基于java开发)、被认证(具有apache 2.0  license)、充满特色(稍后会详细介绍),所

    以被用于大型复杂分布式web application的各个节点中。

            Ehcache 3.2.0 发布了,EhCache 是一个纯Java的进程内缓存框架,具有快速、精干等特点,是Hibernate中默认的

    CacheProvider。

           (1)够快:Ehcache的发行有一段时长了,经过几年的努力和不计其数的性能测试,Ehcache终被设计于large, high

    concurrency systems.

           (2) 够简单:开发者提供的接口非常简单明了,从Ehcache的搭建到运用运行仅仅需要的是你宝贵的几分钟。其实很多开

    发者都不知道自己用在用Ehcache,Ehcache被广泛的运用于其他的开源项目(比如hibernate)

           (3)够袖珍:关于这点的特性,官方给了一个很可爱的名字small foot print ,一般Ehcache的发布版本不会到2M,V 2.2.3  

    才 668KB。

           (4)够轻量:核心程序仅仅依赖slf4j这一个包,没有之一!

           (5)好扩展:Ehcache提供了对大数据的内存和硬盘的存储,最近版本允许多实例、保存对象高灵活性、提供LRU、LFU、

    FIFO淘汰算法,基础属性支持热配置、支持的插件多

            (6)监听器:缓存管理器监听器 (CacheManagerListener)和 缓存监听器(CacheEvenListener),做一些统计或数据

    一致性广播挺好用的

     

    2、Redis(非常重要的非关系型数据库)

           Redis是在memcache之后编写的,大家经常把这两者做比较,如果说它是个key-value store 的话但是它具有丰富的数据类

    型,我想暂时把它叫做缓存数据流中心,就像现在物流中心那样,order、package、store、classification、distribute、end。

           (1)支持持久化:Redis的本地持久化支持两种方式:RDB和AOF。RDB 在redis.conf配置文件里配置持久化触发器,AOF

    指的是redis没增加一条记录都会保存到持久化文件中(保存的是这条记录的生成命令),如果不是用redis做DB用的话还会不要

    开AOF ,数据太庞大了,重启恢复的时候是一个巨大的工程!

          (2)丰富的数据类型: redis 支持 String 、Lists、sets、sorted sets、hashes 多种数据类型,新浪微博会使用redis做nosql主

    要也是它具有这些类型,时间排序、职能排序、我的微博、发给我的这些功能List 和 sorted set   的强大操作功能息息相关

          (3)高性能:这点跟memcache很想象,内存操作的级别是毫秒级的比硬盘操作秒级操作自然高效不少,较少了磁头寻道、

    数据读取、页面交换这些高开销的操作!这也是NOSQL冒出来的原因吧,应该是高性能是基于RDBMS的衍生产品,虽然

    RDBMS也具有缓存结构,但是始终在app层面不是我们想要的那么操控的。

           (4)replication:redis提供主从复制方案,跟mysql一样增量复制而且复制的实现都很相似,这个复制跟AOF有点类似复制

    的是新增记录命令,主库新增记录将新增脚本发送给从库,从库根据脚本生成记录,这个过程非常快,就看网络了,一般主从都

    是在同一个局域网,所以可以说redis的主从近似及时同步,同事它还支持一主多从,动态添加从库,从库数量没有限制。 主从

    库搭建,我觉得还是采用网状模式,如果使用链式(master-slave-slave-slave-slave·····)如果第一个slave出现宕机重启,首先

    从master  接收 数据恢复脚本,这个是阻塞的,如果主库数据几TB的情况恢复过程得花上一段时间,在这个过程中其他的slave

    就无法和主库同步。

          (5)更新快:这点好像从我接触到redis到目前为止 已经发了大版本就4个,小版本没算过。redis作者是个非常积极的人,无

    论是邮件提问还是论坛发帖,他都能及时耐心的为你解答,维护度很高。有人维护的话,让我们用的也省心和放心(目前作者对

    redis 的主导开发方向是redis的集群方向)

     


     

    1. 使用redis有哪些好处?

    (1) 速度快,因为数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)

    (2) 支持丰富数据类型,支持string,list,set,sorted set,hash

    (3) 支持事务,操作都是原子性,所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行,要么全部不执行

    (4) 丰富的特性:可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后将会自动删除

    2. redis相比memcached有哪些优势?

    (1) memcached所有的值均是简单的字符串,redis作为其替代者,支持更为丰富的数据类型

    (2) redis的速度比memcached快很多

    (3) redis可以持久化其数据

    3. redis常见性能问题和解决方案:

    (1) Master最好不要做任何持久化工作,如RDB内存快照和AOF日志文件

    (2) 如果数据比较重要,某个Slave开启AOF备份数据,策略设置为每秒同步一次

    (3) 为了主从复制的速度和连接的稳定性,Master和Slave最好在同一个局域网内

    (4) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库

    (5) 主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更为稳定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…

    这样的结构方便解决单点故障问题,实现Slave对Master的替换。如果Master挂了,可以立刻启用Slave1做Master,其他不变。

    4. MySQL里有2000w数据,redis中只存20w的数据,如何保证redis中的数据都是热点数据

    相关知识:redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候,就会施行数据淘汰策略。redis 提供 6种数据淘汰策略:

    voltile-lru:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰

    volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰

    volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰

    allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰

    allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰

    no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据

    5. Memcache与Redis的区别都有哪些?

    1)、存储方式

    Memecache把数据全部存在内存之中,断电后会挂掉,数据不能超过内存大小。

    Redis有部份存在硬盘上,这样能保证数据的持久性。

    2)、数据支持类型

    Memcache对数据类型支持相对简单。

    Redis有复杂的数据类型。

    3)、使用底层模型不同

    它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。

    Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求。

    4),value大小

    redis最大可以达到1GB,而memcache只有1MB

    6. Redis 常见的性能问题都有哪些?如何解决?

    1).Master写内存快照,save命令调度rdbSave函数,会阻塞主线程的工作,当快照比较大时对性能影响是非常大的,会间断性暂停服务,所以Master最好不要写内存快照。

    2).Master AOF持久化,如果不重写AOF文件,这个持久化方式对性能的影响是最小的,但是AOF文件会不断增大,AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度。Master最好不要做任何持久化工作,包括内存快照和AOF日志文件,特别是不要启用内存快照做持久化,如果数据比较关键,某个Slave开启AOF备份数据,策略为每秒同步一次。

    3).Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件,AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源,导致服务load过高,出现短暂服务暂停现象。

    4). Redis主从复制的性能问题,为了主从复制的速度和连接的稳定性,Slave和Master最好在同一个局域网内

    7, redis 最适合的场景

    Redis最适合所有数据in-momory的场景,虽然Redis也提供持久化功能,但实际更多的是一个disk-backed的功能,跟传统意义上的持久化有比较大的差别,那么可能大家就会有疑问,似乎Redis更像一个加强版的Memcached,那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢?

    如果简单地比较Redis与Memcached的区别,大多数都会得到以下观点:  1 、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。  2 、Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。  3 、Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。

    (1)、会话缓存(Session Cache)  最常用的一种使用Redis的情景是会话缓存(session cache)。用Redis缓存会话比其他存储(如Memcached)的优势在于:Redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时,如果用户的购物车信息全部丢失,大部分人都会不高兴的,现在,他们还会这样吗?

    幸运的是,随着 Redis 这些年的改进,很容易找到怎么恰当的使用Redis来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento也提供Redis的插件。

    (2)、全页缓存(FPC)  除基本的会话token之外,Redis还提供很简便的FPC平台。回到一致性问题,即使重启了Redis实例,因为有磁盘的持久化,用户也不会看到页面加载速度的下降,这是一个极大改进,类似PHP本地FPC。

    再次以Magento为例,Magento提供一个插件来使用Redis作为全页缓存后端。

    此外,对WordPress的用户来说,Pantheon有一个非常好的插件 wp-redis,这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。

    (3)、队列  Reids在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作,这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis作为队列使用的操作,就类似于本地程序语言(如Python)对 list 的 push/pop 操作。

    如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”,你马上就能找到大量的开源项目,这些项目的目的就是利用Redis创建非常好的后端工具,以满足各种队列需求。例如,Celery有一个后台就是使用Redis作为broker,你可以从这里去查看。

    (4),排行榜/计数器  Redis在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简单,Redis只是正好提供了这两种数据结构。所以,我们要从排序集合中获取到排名最靠前的10个用户–我们称之为“user_scores”,我们只需要像下面一样执行即可:

    当然,这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数,你需要这样执行:

    ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

    Agora Games就是一个很好的例子,用Ruby实现的,它的排行榜就是使用Redis来存储数据的,你可以在这里看到。

    (5)、发布/订阅  最后(但肯定不是最不重要的)是Redis的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用,还可作为基于发布/订阅的脚本触发器,甚至用Redis的发布/订阅功能来建立聊天系统!(不,这是真的,你可以去核实)。

     

    面试题参考网上:

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