【面试题-015】Redis的线程模型是什么 为什么速度快
redis面试题
Redis的线程模型是什么 为什么速度快?
Redis是一个开源的、高性能的键值对(key-value)数据库。它之所以速度快,主要得益于以下几个方面的设计:
- 单线程模型:
- Redis的操作是单线程的,这意味着它避免了多线程的上下文切换和竞态条件,从而简化了内部实现。单线程模型使得Redis能够顺序执行所有的操作,确保了操作的原子性。
- 单线程模型虽然限制了并发能力,但Redis的作者Salvatore Sanfilippo认为,对于大多数使用场景,单线程设计已经足够快,因为Redis的大部分操作都在内存中完成,而内存操作的速度非常快。
- 非阻塞I/O:
- 尽管Redis是单线程的,但它使用了非阻塞I/O模型,可以处理成千上万的并发连接。这是通过使用I/O多路复用技术(如epoll在Linux上,kqueue在BSD系统上)实现的,这种技术允许Redis在等待I/O操作完成的同时处理其他请求。
- 内存存储:
- Redis的数据都存储在内存中,内存的读写速度远快于磁盘。这使得Redis能够提供非常高的读写速度,适用于需要快速访问数据的应用场景。
- 数据结构优化:
- Redis使用高效的数据结构来存储数据,如字符串、列表、集合、哈希表等。这些数据结构都是为了尽可能减少内存使用和提高操作速度而设计的。
- 简单的事务支持:
- Redis提供了简单的事务功能,允许将一组命令打包执行,以确保这些命令在执行过程中不会被其他客户端的命令打断。
- 持久化策略:
- Redis提供了多种持久化策略,如RDB(快照)和AOF(追加文件),这些策略允许在牺牲一些性能的情况下,将数据持久化到磁盘上,以防止数据丢失。
- 主从复制和哨兵系统:
- Redis支持主从复制,可以将数据同步到多个从服务器上,实现数据的备份和读写分离。哨兵系统提供了自动故障转移功能,当主服务器不可用时,可以自动将一个从服务器升级为新的主服务器。
- 高性能的协议:
- Redis使用了一种简单的协议,RESP(Redis Serialization Protocol),这种协议易于解析且高效,减少了网络传输的开销。
由于上述设计特点,Redis能够提供非常高的吞吐量和低延迟,特别适合用于缓存、消息队列、排行榜等场景。然而,单线程模型也意味着Redis在处理复杂计算或者阻塞操作时会受到限制,因此在使用时需要注意避免这些情况。
- Redis使用了一种简单的协议,RESP(Redis Serialization Protocol),这种协议易于解析且高效,减少了网络传输的开销。
Redis数据库的两种持久化机制
RDB(Redis Database File)和AOF(Append Only File)是Redis数据库的两种持久化机制,它们用于将内存中的数据保存到磁盘上,以防止数据丢失。
RDB(快照):
- RDB是一种基于时间点的数据快照,它将Redis在某个时间点的所有数据以二进制文件的形式保存到磁盘上。
- RDB快照是Redis默认的持久化方式,它通过执行
SAVE
或BGSAVE
命令来创建快照。SAVE
命令会阻塞Redis服务器,直到快照创建完成。BGSAVE
命令会派生一个子进程来创建快照,而主进程继续处理客户端请求,不会阻塞服务器。
- RDB快照的缺点是在数据量大时,创建快照可能会需要较长时间,并且如果在这期间发生故障,可能会丢失最近的数据变化。
AOF(追加日志): - AOF持久化机制会将每个写命令追加到日志文件中,当Redis重新启动时,会通过重新执行这些命令来恢复数据。
- AOF日志文件会不断增长,为了解决这个问题,Redis会定期执行AOF重写(通过
BGREWRITEAOF
命令),以压缩日志文件并移除冗余的命令。 - AOF持久化提供了三种同步策略,用于控制命令同步到磁盘的频率:
always
:每个写命令都会同步到磁盘,保证了最高的数据安全性,但可能会影响性能。everysec
:每秒执行一次同步,这是一个折中的方案,既保证了较高的数据安全性,又不会对性能造成太大影响。no
:由操作系统决定何时同步数据到磁盘,这是性能最好的选项,但数据安全性最差。
总结:
- RDB适合于数据备份和灾难恢复,因为它可以快速地生成一个数据快照,并且恢复速度快。
- AOF适合于对数据安全性要求高的场景,因为它可以提供更细粒度的数据保护,即使在发生故障时也能尽量减少数据丢失。
- 在实际的Redis部署中,可以根据需要同时使用RDB和AOF,以达到最佳的数据持久化和恢复效果。
配置Redis同时使用RDB和AOF持久化
要配置Redis以同时使用RDB和AOF持久化,你需要编辑Redis的配置文件(通常位于 /etc/redis.conf
),并做出相应的设置。以下是如何配置Redis以同时使用这两种持久化机制的步骤:
- 启用AOF持久化:
- 取消注释(移除
#
)appendonly yes
,或者确保该行设置为yes
。
- 取消注释(移除
- 设置AOF同步策略:
- 根据你的需求选择合适的AOF同步策略。默认是
everysec
,它每秒同步一次数据到磁盘。 - 你可以通过修改
appendfsync
选项来设置同步策略。
- 根据你的需求选择合适的AOF同步策略。默认是
- 启用RDB持久化:
- 设置
save
选项来指定RDB快照的保存条件。例如:save 900 1
:如果至少有1个key在900秒(15分钟)内发生了变化,则保存快照。save 300 10
:如果至少有10个key在300秒(5分钟)内发生了变化,则保存快照。save 60 10000
:如果至少有10000个key在60秒内发生了变化,则保存快照。
- 设置
- 禁用RDB快照的自动压缩:
- 默认情况下,Redis在创建RDB快照时会尝试压缩数据。如果你想要在AOF重写时也进行压缩,可以设置
rdbcompression
为no
。
- 默认情况下,Redis在创建RDB快照时会尝试压缩数据。如果你想要在AOF重写时也进行压缩,可以设置
- 配置AOF重写:
- AOF重写是为了减少AOF文件的体积。你可以通过设置
auto-aof-rewrite-percentage
和auto-aof-rewrite-min-size
来控制AOF重写的触发条件。
- AOF重写是为了减少AOF文件的体积。你可以通过设置
- 确保足够的磁盘空间:
- 由于同时使用RDB和AOF,你需要确保有足够的磁盘空间来存储这两种持久化机制生成的文件。
完成这些设置后,重启Redis服务,它就会同时使用RDB和AOF持久化机制。这样配置的好处是结合了RDB的快速恢复和AOF的数据安全性。如果发生了故障,你可以从最新的RDB快照中快速恢复大部分数据,然后使用AOF日志来同步丢失的数据变化。
- 由于同时使用RDB和AOF,你需要确保有足够的磁盘空间来存储这两种持久化机制生成的文件。
Redis提供了几种集群方案
Redis提供了几种集群方案,以满足不同的应用需求和部署场景。以下是一些常见的Redis集群方案:
- 主从复制(Master-Slave Replication):
- 这种模式中,有一个主节点(master)和多个从节点(slave)。主节点处理所有的写操作,而从节点则复制主节点的数据,并提供读操作。
- 主从复制提供了数据冗余和高可用性。如果主节点发生故障,可以手动或使用哨兵(Sentinel)系统自动将一个从节点升级为新的主节点。
- 哨兵(Sentinel):
- 哨兵是一个分布式系统,用于监控Redis集群中的主从节点,并在主节点不可用时自动进行故障转移。
- 哨兵模式可以提高系统的可用性,但它不适用于分区容忍(CAP理论中的P),因为在一个网络分区的情况下,可能会出现多个主节点。
- Redis集群(Redis Cluster):
- Redis集群是Redis官方提供的分布式解决方案,它支持数据分片,可以将数据分布在多个节点上。
- Redis集群提供了自动分区、容错和扩展性。集群中的每个节点都负责一部分数据,并且可以水平扩展,增加更多的节点来处理更多的数据。
- 代理分片(Proxy-based Sharding):
- 使用代理(如Twemproxy或Codis)来实现数据分片。客户端将请求发送到代理,代理负责将请求路由到正确的Redis节点。
- 这种方案可以简化客户端的配置,并且可以在不修改应用代码的情况下实现分片。但是,它引入了单点故障的风险,并且代理可能会成为性能瓶颈。
- 客户端分片(Client-side Sharding):
- 客户端直接处理分片逻辑,根据key的散列值决定将请求发送到哪个Redis节点。
- 这种方案可以提供更好的性能和控制,但是需要客户端实现分片逻辑,并且当集群拓扑发生变化时,需要手动或自动重新配置客户端。
- 云服务提供的Redis集群:
- 一些云服务提供商(如Amazon ElastiCache、Azure Cache for Redis、Google Cloud Memorystore)提供了托管的Redis集群服务,这些服务通常基于Redis官方集群或代理分片方案,并且提供了易于管理和扩展的特点。
选择哪种集群方案取决于你的具体需求,包括数据量、读写比例、可用性要求、预算和运维能力。Redis集群和哨兵模式是最常用的解决方案,因为它们提供了官方支持,并且具有良好的社区和文档支持。
- 一些云服务提供商(如Amazon ElastiCache、Azure Cache for Redis、Google Cloud Memorystore)提供了托管的Redis集群服务,这些服务通常基于Redis官方集群或代理分片方案,并且提供了易于管理和扩展的特点。
redis如何实现事务支持
Redis 通过以下几种方式来实现事务:
- MULTI/EXEC 命令:
- Redis 的事务是通过MULTI和EXEC命令来实现的。客户端首先发送MULTI命令开始一个事务,然后发送一系列要在事务中执行的命令,最后发送EXEC命令来执行所有在事务中累积的命令。
- 在MULTI和EXEC之间的命令会按顺序放入一个队列中,然后EXEC命令会一次性执行队列中的所有命令。
- discard:
- 如果在执行EXEC之前,你想要取消事务,可以使用DISCARD命令。这会清空事务队列中的所有命令,并退出事务状态。
- 乐观锁:
- Redis使用乐观锁来实现事务的隔离性。在事务执行过程中,如果有其他客户端修改了事务中的key,那么EXEC命令可能会失败,这时事务会根据配置的重试策略进行重试。
- WATCH命令:
- WATCH命令用于提供乐观锁机制。在事务开始之前,客户端可以WATCH一个或多个key。如果在EXEC执行之前这些key被其他客户端修改了,那么EXEC命令会失败。
- 这允许客户端检测到关键数据在事务执行期间是否发生了变化,并据此决定是否重试事务。
- UNWATCH命令:
- 如果在WATCH之后,客户端决定不执行事务,可以使用UNWATCH命令来取消对所有key的WATCH。
- 错误处理:
- 如果在事务中执行了错误的命令(如语法错误),那么EXEC命令会失败,并且事务中的所有命令都不会执行。
- 如果在事务中执行了类型错误(如对一个字符串类型的key执行列表操作),那么EXEC命令会执行所有命令直到遇到错误,并返回错误信息。
- 性能考虑:
- Redis的事务是原子的,但并不是完全隔离的。这意味着在事务执行过程中,其他客户端仍然可以看到未提交的数据变化。
- Redis事务的性能通常很好,因为它们是基于单线程模型实现的,并且在EXEC命令执行时不会有额外的锁开销。
需要注意的是,Redis的事务与传统的关系型数据库事务不同。在关系型数据库中,事务通常遵循ACID原则,而Redis事务更像是一个命令批处理,它们提供了基本的原子性和一致性,但并不保证隔离性和持久性。因此,在设计应用时,需要考虑Redis事务的这些特性。
相关文章:
【面试题-015】Redis的线程模型是什么 为什么速度快
redis面试题 Redis的线程模型是什么 为什么速度快? Redis是一个开源的、高性能的键值对(key-value)数据库。它之所以速度快,主要得益于以下几个方面的设计: 单线程模型: Redis的操作是单线程的ÿ…...
EasyV开发人员的使用说明书
在可视化大屏项目时,开发人员通常需要承担以下任务: 技术实现:根据设计师提供的设计稿,利用前端技术(如HTML、CSS、JavaScript等)和后端技术(根据具体项目需求,可能是Java、Python、…...
构造列表初始化和构造初始化区别
构造列表初始化和构造初始化在C等编程语言中,是两种不同的初始化类实例成员的方式。以下是它们之间的主要区别: 构造列表初始化(初始化列表) 定义:初始化列表以一个冒号开始,接着是一个以逗号分隔的数据成…...

Message passing mechanism (消息传递机制)
objc_msgSend 是 Objective-C 运行时系统中的一个核心函数,用于实现消息传递机制。在 Objective-C 中,方法调用实际上是消息传递的过程,当你在代码中调用一个方法时,编译器会将其转换为 objc_msgSend 函数的调用。 objc_msgSend …...
详解 Spark SQL 代码开发之数据读取和保存
一、通用操作 /** 基本语法:1.读取:SparkSession.read[.format("format")[.option("...")]].load("path")2.保存:DataFrame.write[.format("format")[.option("...")]][.mode("Save…...

Pulsar 社区周报 | No.2024-05-30 | BIGO 百页小册《Apache Pulsar 调优指南》
“ 各位热爱 Pulsar 的小伙伴们,Pulsar 社区周报更新啦!这里将记录 Pulsar 社区每周的重要更新,每周发布。 ” BIGO 百页小册《Apache Pulsar 调优指南》 Hi,Apache Pulsar 社区的小伙伴们,社区 2024 上半年度的有奖问…...

第二证券股票杠杆:4分钟直线涨停!这一赛道,AH股集体爆发!
今日早盘,A股继续小幅震动收拾,首要股指涨跌互现,两市个股跌多涨少,成交有萎缩的趋势。 盘面上,医药、中字头、旅游、房地产等板块相对活跃,混合实践、玻璃基板、AI手机PC、光刻机等板块跌幅居前。 “中字…...

JavaScript 进阶征途:解锁Function奥秘,深掘Object方法精髓
个人主页:学习前端的小z 个人专栏:JavaScript 精粹 本专栏旨在分享记录每日学习的前端知识和学习笔记的归纳总结,欢迎大家在评论区交流讨论! 文章目录 🈵Function方法 与 函数式编程💝1 call 💝…...

斜拉桥智慧施工数字孪生
基于图扑自主研发的 HT for Web 产品,利用现场照片及 CAD 图纸,结合 PBR 材质,搭建了具有赛博朋克风格的智慧斜拉桥可视化解决方案,精准复现斜拉桥建造规划过程,辅助运维人员对桥梁基建过程的网格化管理。提高桥梁的建…...
【chatGPT API】Function Calling:将自然语言转换为API调用或数据库查询
文章目录 一. 介绍二. 常见用例与Function Calling调用逻辑三. 调用细节1. 调用行为:tool_choice2. 调用规定:functions 四. 实战:查询公司相关产品 一. 介绍 OpenAI可以根据用户的要求输出一个符合用户要求的入参值。然后用户拿到入参值之后…...

Oracle Hint /*+APPEND*/插入性能总结
oracle append用法 Oracle中的APPEND用法主要用于提高数据插入的效率。 基本用法:在使用了APPEND选项后,插入数据会直接加到表的最后面,而不会在表的空闲块中插入数据。这种做法不需要寻找freelist中的free block,从而避免了在…...

正邦科技(day3)
出厂测试 设备校准 这个需要注意的是校准电流、电压、电感的时候有时候负感器会装反,mcu会坏,需要flash一下清空内存...

mac电脑多协议远程管理软件:Termius 8.4.0激活版下载
Termius 是一款功能强大的跨平台远程访问工具,可用于管理和连接各种远程系统和服务器。它支持SSH、Telnet、SFTP和Serial协议,并提供了键盘快捷键、自动完成和多标签功能,使用户可以方便地控制和操作远程主机。 Termius 提供了端到端的加密保…...
网络攻击的常见形式
开篇 本篇文章来自于《网络安全 ——技术与实践》的学习整理笔记。 正篇 口令窃取 相比于利用系统缺陷破坏网络系统,最容易的方法还是通过窃取用户的口令进入系统。因为人们倾向于选择很糟糕的口令作为登录密码,所以口令猜测很容易成功。通常࿰…...
ReactDOM 18版本 使用createRoot 替换render详解
概述 React 18 提供了两个 root API,被称之为 Legacy Root API 和 New Root API: Legacy Root API:是指之前版本的 root API ReactDOM.render,它将创建一个以 “legacy” 模式运行的 root,其工作方式与 React 17 完全…...

【赠书活动】好书推荐—《详解51种企业应用架构模式》
导读: 企业应用包括哪些?它们又分别有哪些架构模式?世界著名软件开发大师Martin Fowler给你答案。 01 什么是企业应用 我的职业生涯专注于企业应用,因此,这里所谈及的模式也都是关于企业应用的。(企业应用…...
SpringBoot启动时使用外置yml文件
第一步:打包时排除yml文件 <build><resources><resource><!-- 排除的文件的路径 --><directory>src/main/resources</directory><excludes><!-- 排除的文件的名称 --><exclude>application-dev.yml</e…...

【开源三方库】Fuse.js:强大、轻巧、零依赖的模糊搜索库
1.简介 Fuse.js是一款功能强大且轻量级的JavaScript模糊搜索库,支持OpenAtom OpenHarmony(以下简称“OpenHarmony”)操作系统,它具备模糊搜索和排序等功能。该库高性能、易于使用、高度可配置,支持多种数据类型和多语…...
vue从入门到精通(六):数据代理
一,什么是数据代理 通过一个对象代理对另一个对象中属性的操作 二,object.defineproperty方法 object.defineproperty方法可以对对象追加属性 <!DOCTYPE html> <html><head><meta charset"utf-8"><title>object…...

【C++修行之道】类和对象(二)类的6个默认成员函数、构造函数、析构函数
目录 一、类的6个默认成员函数 二、构造函数 2.1 概念 2.2 特性 2.2.5 自动生成默认构造函数 不进行显示定义的隐患: 2.2.6 自动生成的构造函数意义何在? 两个栈实现一个队列 2.2.7 无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数&#x…...

基于距离变化能量开销动态调整的WSN低功耗拓扑控制开销算法matlab仿真
目录 1.程序功能描述 2.测试软件版本以及运行结果展示 3.核心程序 4.算法仿真参数 5.算法理论概述 6.参考文献 7.完整程序 1.程序功能描述 通过动态调整节点通信的能量开销,平衡网络负载,延长WSN生命周期。具体通过建立基于距离的能量消耗模型&am…...
AtCoder 第409场初级竞赛 A~E题解
A Conflict 【题目链接】 原题链接:A - Conflict 【考点】 枚举 【题目大意】 找到是否有两人都想要的物品。 【解析】 遍历两端字符串,只有在同时为 o 时输出 Yes 并结束程序,否则输出 No。 【难度】 GESP三级 【代码参考】 #i…...
镜像里切换为普通用户
如果你登录远程虚拟机默认就是 root 用户,但你不希望用 root 权限运行 ns-3(这是对的,ns3 工具会拒绝 root),你可以按以下方法创建一个 非 root 用户账号 并切换到它运行 ns-3。 一次性解决方案:创建非 roo…...

优选算法第十二讲:队列 + 宽搜 优先级队列
优选算法第十二讲:队列 宽搜 && 优先级队列 1.N叉树的层序遍历2.二叉树的锯齿型层序遍历3.二叉树最大宽度4.在每个树行中找最大值5.优先级队列 -- 最后一块石头的重量6.数据流中的第K大元素7.前K个高频单词8.数据流的中位数 1.N叉树的层序遍历 2.二叉树的锯…...
【LeetCode】3309. 连接二进制表示可形成的最大数值(递归|回溯|位运算)
LeetCode 3309. 连接二进制表示可形成的最大数值(中等) 题目描述解题思路Java代码 题目描述 题目链接:LeetCode 3309. 连接二进制表示可形成的最大数值(中等) 给你一个长度为 3 的整数数组 nums。 现以某种顺序 连接…...
django blank 与 null的区别
1.blank blank控制表单验证时是否允许字段为空 2.null null控制数据库层面是否为空 但是,要注意以下几点: Django的表单验证与null无关:null参数控制的是数据库层面字段是否可以为NULL,而blank参数控制的是Django表单验证时字…...

Elastic 获得 AWS 教育 ISV 合作伙伴资质,进一步增强教育解决方案产品组合
作者:来自 Elastic Udayasimha Theepireddy (Uday), Brian Bergholm, Marianna Jonsdottir 通过搜索 AI 和云创新推动教育领域的数字化转型。 我们非常高兴地宣布,Elastic 已获得 AWS 教育 ISV 合作伙伴资质。这一重要认证表明,Elastic 作为 …...
大数据治理的常见方式
大数据治理的常见方式 大数据治理是确保数据质量、安全性和可用性的系统性方法,以下是几种常见的治理方式: 1. 数据质量管理 核心方法: 数据校验:建立数据校验规则(格式、范围、一致性等)数据清洗&…...

[拓扑优化] 1.概述
常见的拓扑优化方法有:均匀化法、变密度法、渐进结构优化法、水平集法、移动可变形组件法等。 常见的数值计算方法有:有限元法、有限差分法、边界元法、离散元法、无网格法、扩展有限元法、等几何分析等。 将上述数值计算方法与拓扑优化方法结合&#…...
PCA笔记
✅ 问题本质:为什么让矩阵 TT 的行列式为 1? 这个问题通常出现在我们对数据做**线性变换(旋转/缩放)**的时候,比如在 PCA 中把数据从原始坐标系变换到主成分方向时。 📌 回顾一下背景 在 PCA 中ÿ…...