当前位置: 首页 > news >正文

本地缓存与分布式缓存

一、缓存的概念

在服务端编程当中,缓存主要是指将数据库的数据加载到内存中,之后对该数据的访问都在内存中完成,从而减少了对数据库的访问,解决了高并发场景中数据库容易成为性能瓶颈的问题;以及基于内存的访问速度高于磁盘的访问速度的原理(数据库读取数据一般需要从磁盘读取),提高了数据的访问速度和程序性能。

根据缓存是否与应用进程属于同一进程,可以将内存分为本地缓存和分布式缓存。本地缓存是在同一个进程内的内存空间中缓存数据,数据读写都是在同一个进程内完成;而分布式缓存是一个独立部署的进程并且一般都是与应用进程部署在不同的机器,故需要通过网络来完成分布式缓存数据读写操作的数据传输。

二、本地缓存

本地缓存的优缺点

  1. 访问速度快,但无法进行大数据存储
    本地缓存相对于分布式缓存的好处是,由于数据不需要跨网络传输,故性能更好,但是由于占用了应用进程的内存空间,如 Java 进程的 JVM 内存空间,故不能进行大数据量的数据存储。

  2. 集群的数据更新问题
    与此同时,本地缓存只支持被该应用进程访问,一般无法被其他应用进程访问,故在应用进程的集群部署当中,如果对应的数据库数据,存在数据更新,则需要同步更新不同部署节点的本地缓存的数据来包保证数据一致性,复杂度较高并且容易出错,如基于 Redis 的发布订阅机制来同步更新各个部署节点。

  3. 数据随应用进程的重启而丢失
    由于本地缓存的数据是存储在应用进程的内存空间的,所以当应用进程重启时,本地缓存的数据会丢失。所以对于需要持久化的数据,需要注意及时保存,否则可能会造成数据丢失。

适用场景

所以本地缓存一般适合于缓存只读数据,如统计类数据。或者每个部署节点独立的数据,如长连接服务中,每个部署节点由于都是维护了不同的连接,每个连接的数据都是独立的,并且随着连接的断开而删除。如果数据在集群的不同部署节点需要共享和保持一致,则需要使用分布式缓存来统一存储,实现应用集群的所有应用进程都在该统一的分布式缓存中进行数据存取即可。

本地缓存的实现

缓存一般是一种key-value的键值对数据结构,所以需要使用字典数据结构来实现,在 Java 编程中,常用的字典实现包括 HashMap 和 ConcurretHashMap。
与此同时,本地缓存由于需要被不同的服务端线程并发读写,故需要保证线程安全。由于 HashMap 不是线程安全的,而 ConcurrentHashMap 是线程安全的,故一般会使用 ConcurrentHashMap 来作为 Java 编程中的本地缓存实现。除此之外,也有其他更加智能的本地缓存实现,如可以定时失效,访问重新加载等特性,典型实现包括 Google 的 guava 工具包的 Cache 实现,这些也是线程安全的。

三、分布式缓存

分布式缓存的优缺点

  1. 支持大数据量存储,不受应用进程重启影响
    分布式缓存由于是独立部署的进程,拥有自身独立的内存空间,不会受到应用进程重启的影响,在应用进程重启时,分布式缓存的数据依然存在。同时对于数据量而言,由于不需要占用应用进程的内存空间,并且一般支持以集群的方式拓展,故可以进行大数据量的数据缓存。

  2. 数据集中存储,保证数据一致性
    当应用进程采用集群方式部署时,集群的每个部署节点都通过一个统一的分布式缓存进行数据存取操作,故不存在本地缓存中的数据更新问题,保证了不同节点的应用进程的数据一致性问题。

  3. 数据读写分离,高性能,高可用
    分布式缓存一般支持数据副本机制,可以实现读写分离,故可以解决高并发场景中的数据读写性能问题。并且由于在多个缓存节点冗余存储数据,提高了缓存数据的可用性,避免某个缓存节点宕机导致数据不可用问题。

  4. 数据跨网络传输,性能低于本地缓存
    由于分布式缓存是独立部署的进程,并且一般都是与应用进程位于不同的机器,故需要通过网络来进行数据传输,这样相对于本地缓存的进程内部的数据读取操作,性能会较低。

分布式缓存的实现

分布式缓存的典型实现包括 MemCached 和 Redis。

  1. MemCached
    MemCached 相对于本地缓存的主要差别是以独立进程方式存在,数据集中存储,数据不随应用程序的重启而丢失。而 key-value 键值对的 value 也是一个简单的对象类型,即 value 可以是任意格式的数据,如简单的数字、字符串、对象等,也可以是文件、图像、视频等复杂格式的数据,但是不支持数据结构的特性。
    所以 MemCached 进程相当于是在内存维护了一个非常大的哈希表来存储数据,对应的数据操作复杂度都是 O(1),即常量级别,这也是 MemCached 高性能的一个实现方式,键值对存取速度都非常快。
  2. Redis
    Redis 是在此基础上,更一步丰富了key-value 键值对的 value 的数据结构类型,即可以在 Redis 中完成 value 的相关数据操作,如 Set 集合去重、有序集合 ZSet 实现数据排序等,这样就不需要在应用程序额外进行这些操作,实现了开箱即用。并且 Redis 是单线程的,不存在并发数据读写的线程安全问题,以及更重要的是保证的数据读写操作的顺序性。
    除此之外,Redis 支持主从同步(读写分离)、集群分片拓展、数据持久化等特性,这也是 MemCached 不支持的。所以在高并发场景并且数据能够容忍极端情况下的少量丢失,或者说丢失后可以恢复,如通过日志或者重新计算等, Redis 也可以作为数据库来使用,提高高并发场景中的访问性能。

相关文章:

本地缓存与分布式缓存

一、缓存的概念 在服务端编程当中,缓存主要是指将数据库的数据加载到内存中,之后对该数据的访问都在内存中完成,从而减少了对数据库的访问,解决了高并发场景中数据库容易成为性能瓶颈的问题;以及基于内存的访问速度高…...

LabVIEW如何获取波形图上游标所在位置的数值

LabVIEW如何获取波形图上游标所在位置的数值 获取游标所在位置数值的一种方法是利用波形图的游标列表属性。 在VI的程序框图中,右键单击波形图并选择创建引用 ,然后将创建的引用节点放在程序框图上。 在程序框图上放置一个属性节点,并将其…...

八股文面试day6

什么是代理?为什么要用动态代理? 代理模式大概意思是:为其他对象提供一个代理项或者是占位符,以控制对这个对象的访问 代理模式核心思想:创建一个代理对象,在客户端和目标对象之间的一个中介,…...

【Unity】EventSystem.current.IsPointerOverGameObject()对碰撞体起作用

本来我是用 EventSystem.current.IsPointerOverGameObject()来检测是否点击在UI上的,但是发现,他对我的碰撞体也是返回ture,研究半天。。。。找不出问题,然后发现我的相机上挂载了PhysicsRaycaster,去掉之后就好了,至于…...

形态学操作—闭运算

闭运算(Closing)是图像形态学中的一种操作,它结合了膨胀(Dilation)和腐蚀(Erosion)操作。闭运算的原理是先对图像执行腐蚀操作,然后再进行膨胀操作。这个过程能够消除图像中的小孔洞…...

HEVC-SCC rgb file input

关键字 csc allocateCSCBuffer()-> m_apcPicYuvCSC xCheckRDCostIntraCSC():更简单, enum ACTRDTestTypes { ACT_TWO_CLR 0, //two color space ACT_TRAN_CLR 1, //transformed color space ACT_ORG_CL…...

XG916Ⅱ轮式装载机后驱动桥设计机械设计CAD

wx供重浩:创享日记 对话框发送:装载机 获取完整论文报告工程源文件 本次设计内容为XG916Ⅱ装载机后驱动桥设计,大致上分为主传动的设计,差速器的设计,半轴的设计,最终传动的设计四大部分。其中主传动锥齿轮…...

pcr扩增原理中的变性 退火 延申扩增

一、PCR简介 聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。 二、PCR原理 1.背景 DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途…...

C语言——输入一个4位正整数,输出其逆数。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include<stdio.h> int main() {int i,j 0;int a1,a2,a3,a4;printf("输入一个4位正整数&#xff1a;\n");scanf("%d",&i);a1 i/1000; a2 i/100%10; a3 i/10%10; a4 i%10; printf("千位a1%d,百位a…...

jQuery_02 引入jQuery,初试牛刀

引入jquery文件 我们在官网上点击dowmload那个 会发现进入了一个网页&#xff0c;里面全部是代码&#xff0c;你可能还在想为什么下载不了&#xff0c;其实jquery不跟vue一样&#xff0c;整个jquery就是一个js文件而已&#xff0c;所以直接ctrla 全选 ctrlc复制 &#xff0c;然…...

pandas获取年月第一天、最后一天,加一秒、加一天、午夜时间

Timestamp对象 # ts = pandas.Timestamp(year=2023, month=10, day=15, # hour=15, minute=5, second=50, tz="Asia/Shanghai") ts = pandas.Timestamp("2023-10-15 15:05:50", tz="Asia/Shanghai") # 2023-10-15 15:05…...

Unsupervised Condition GAN

Unsupervised Condition GAN主要有两种做法&#xff1a; Direct Transformation 直接输入domain X图片&#xff0c;经过Generator后生成对应的domain Y的图像。这种转化input和output不能够差太多。通常只能实现较小的转化&#xff0c;比如改变颜色等。 Projection to Commo…...

Crypto(11)HECTF-rsarsa(明文存在线性关系)

题目如下&#xff1a; from functools import reduce from Crypto.Util.number import * import random from secret import flag,hintdef generate_PQ(bits):x getPrime(bits) >> bits//2 << bits//2#右移bit//2位后左移bit//2位while True:p x random.getran…...

论文阅读 Forecasting at Scale (二)

最近在看时间序列的文章&#xff0c;回顾下经典 论文地址 项目地址 Forecasting at Scale 3.2、季节性 3.3、假日和活动事件3.4、模型拟合3.5、分析师参与的循环建模4、自动化预测评估4.1、使用基线预测4.2、建模预测准确性4.3、模拟历史预测4.4、识别大的预测误差 5、结论6、致…...

刷题感悟w

题目很长的一定要慢慢把题目的意思搞清楚 有重复操作不知道怎么办 可以用数组去标记 你好&#xff01;在C中&#xff0c;replace 函数通常是用于替换容器&#xff08;例如 std::vector 或 std::string&#xff09;中的特定元素的函数。以下是 std::replace 函数的一般用法&…...

记一次linux操作系统实验

前言 最近完成了一个需要修改和编译linux内核源码的操作系统实验&#xff0c;个人感觉这个实验还是比较有意思的。这次实验总共耗时4天&#xff0c;从对linux实现零基础&#xff0c;通过查阅资料和不断尝试&#xff0c;直到完成实验目标&#xff0c;在这过程中确实也收获颇丰&…...

java操作富文本插入到word模板

最近项目有个需求&#xff0c;大致流程是前端保存富文本&#xff08;html的代码&#xff09;到数据库&#xff0c;后台需要将富文本代码转成带格式的文字&#xff0c;插入到word模板里&#xff0c;然后将word转成pdf&#xff0c;再由前端调用接口下载pdf文件&#xff01; 1、思…...

JMeter---BeanShell实现接口前置和后置操作

在JMeter中&#xff0c;可以使用BeanShell脚本来实现接口的前置和后置操作。 下面是使用BeanShell脚本实现接口前置和后置操作的步骤&#xff1a; 1、在测试计划中添加一个BeanShell前置处理器或后置处理器。 右键点击需要添加前置或后置操作的接口请求&#xff0c;选择&quo…...

【Linux】共享内存

文章目录 一、共享内存的原理详谈共享内存的实现过程二、共享内存的接口函数1.shmget2. shmatshmdtshmctl 进程间使用共享内存通信三、共享内存的特性 关于代码 一、共享内存的原理 共享内存是由操作系统维护和管理的一块内存。 共享内存的本质是内核级的缓冲区。 一个进程向…...

五、双向NAT

学习防火墙之前&#xff0c;对路由交换应要有一定的认识 双向NAT1.1.基本原理1.2.NAT Inbound NAT Server1.3.域内NATNAT Server —————————————————————————————————————————————————— 双向NAT 经过前面介绍&#xff0c;…...

eNSP-Cloud(实现本地电脑与eNSP内设备之间通信)

说明&#xff1a; 想象一下&#xff0c;你正在用eNSP搭建一个虚拟的网络世界&#xff0c;里面有虚拟的路由器、交换机、电脑&#xff08;PC&#xff09;等等。这些设备都在你的电脑里面“运行”&#xff0c;它们之间可以互相通信&#xff0c;就像一个封闭的小王国。 但是&#…...

Java 语言特性(面试系列2)

一、SQL 基础 1. 复杂查询 &#xff08;1&#xff09;连接查询&#xff08;JOIN&#xff09; 内连接&#xff08;INNER JOIN&#xff09;&#xff1a;返回两表匹配的记录。 SELECT e.name, d.dept_name FROM employees e INNER JOIN departments d ON e.dept_id d.dept_id; 左…...

微信小程序之bind和catch

这两个呢&#xff0c;都是绑定事件用的&#xff0c;具体使用有些小区别。 官方文档&#xff1a; 事件冒泡处理不同 bind&#xff1a;绑定的事件会向上冒泡&#xff0c;即触发当前组件的事件后&#xff0c;还会继续触发父组件的相同事件。例如&#xff0c;有一个子视图绑定了b…...

HTML 列表、表格、表单

1 列表标签 作用&#xff1a;布局内容排列整齐的区域 列表分类&#xff1a;无序列表、有序列表、定义列表。 例如&#xff1a; 1.1 无序列表 标签&#xff1a;ul 嵌套 li&#xff0c;ul是无序列表&#xff0c;li是列表条目。 注意事项&#xff1a; ul 标签里面只能包裹 li…...

【机器视觉】单目测距——运动结构恢复

ps&#xff1a;图是随便找的&#xff0c;为了凑个封面 前言 在前面对光流法进行进一步改进&#xff0c;希望将2D光流推广至3D场景流时&#xff0c;发现2D转3D过程中存在尺度歧义问题&#xff0c;需要补全摄像头拍摄图像中缺失的深度信息&#xff0c;否则解空间不收敛&#xf…...

MVC 数据库

MVC 数据库 引言 在软件开发领域,Model-View-Controller(MVC)是一种流行的软件架构模式,它将应用程序分为三个核心组件:模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)。这种模式有助于提高代码的可维护性和可扩展性。本文将深入探讨MVC架构与数据库之间的关系,以…...

【Go】3、Go语言进阶与依赖管理

前言 本系列文章参考自稀土掘金上的 【字节内部课】公开课&#xff0c;做自我学习总结整理。 Go语言并发编程 Go语言原生支持并发编程&#xff0c;它的核心机制是 Goroutine 协程、Channel 通道&#xff0c;并基于CSP&#xff08;Communicating Sequential Processes&#xff0…...

三体问题详解

从物理学角度&#xff0c;三体问题之所以不稳定&#xff0c;是因为三个天体在万有引力作用下相互作用&#xff0c;形成一个非线性耦合系统。我们可以从牛顿经典力学出发&#xff0c;列出具体的运动方程&#xff0c;并说明为何这个系统本质上是混沌的&#xff0c;无法得到一般解…...

有限自动机到正规文法转换器v1.0

1 项目简介 这是一个功能强大的有限自动机&#xff08;Finite Automaton, FA&#xff09;到正规文法&#xff08;Regular Grammar&#xff09;转换器&#xff0c;它配备了一个直观且完整的图形用户界面&#xff0c;使用户能够轻松地进行操作和观察。该程序基于编译原理中的经典…...

智能AI电话机器人系统的识别能力现状与发展水平

一、引言 随着人工智能技术的飞速发展&#xff0c;AI电话机器人系统已经从简单的自动应答工具演变为具备复杂交互能力的智能助手。这类系统结合了语音识别、自然语言处理、情感计算和机器学习等多项前沿技术&#xff0c;在客户服务、营销推广、信息查询等领域发挥着越来越重要…...