redis緩存原理與實現(xiàn)：為什么redis可以做緩存?【python面試題】

為什么redis可以做緩存?

(1)問題分析

這個題目考得是你對redis的理解，他能做緩存的原因是什么，回答時主要回答redis的優(yōu)點。

(2)核心問題講解

1)Redis將其數(shù)據(jù)完全保存在內(nèi)存中，僅使用磁盤進(jìn)行持久化。與其它鍵值數(shù)據(jù)存儲相比，Redis有一組相對豐富的數(shù)據(jù)類型。Redis可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到任意數(shù)量的從機中。

2)異?？?- Redis非常快，每秒可執(zhí)行大約110000次的設(shè)置(SET)操作，每秒大約可執(zhí)行81000次的讀取/獲取(GET)操作。支持豐富的數(shù)據(jù)類型 - Redis支持開發(fā)人員常用的大多數(shù)數(shù)據(jù)類型 ，例如列表，集合，排序集和散列等等。這使得Redis很容易被用來解決各種問題，因為我們知道哪些問題可以更好使用地哪些數(shù)據(jù)類型來處理解決。

3)操作具有原子性 - 所有Redis操作都是原子操作，這確保如果兩個客戶端并發(fā)訪問，Redis服務(wù)器能接收更新的值。

4)Redis是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，但在磁盤數(shù)據(jù)庫上是持久的，因此它代表了一個不同的權(quán)衡，在這種情況下，在不能大于存儲器(內(nèi)存)的數(shù)據(jù)集的限制下實現(xiàn)非常高的寫和讀速度

5)redis支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，Redis不僅僅支持簡單的k/v類型的數(shù)據(jù)，同時還提供list，set，zset，hash等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲

6)Redis支持master-slave(主-從)模式應(yīng)用

7)Redis單個value的最大限制是1GB，memcached只能保存1MB的數(shù)據(jù)。

(3)問題拓展

1)Redis和memcached的比較

Redis的優(yōu)勢是

Redis支持的數(shù)據(jù)類型比memcached豐富，memcached只有一種(字符串)

Redis可以持久化數(shù)據(jù)

redis中能存儲的數(shù)據(jù)量大

2)redis提供了三種緩存數(shù)據(jù)淘汰機制，LFU，LRU，TTL

LFU，least frequently used，即最小使用頻率淘汰，每個對象使用共計24bit空間用來實施這個算法，24bit分成2個部分，前16bit用來記錄上次減少時間(減少的是后面8bit計數(shù)器)，后面8個bit是一個對數(shù)計數(shù)器，用來記錄這個對象的訪問次數(shù)。需要注意的是，這個字段不是一直增加的，也需要減少，否則會出現(xiàn)一個情況，一個對象很久之前被頻繁的使用，但是最近沒有被使用，若這個值不減少的話，那么這個對象會一直處在一個不會被淘汰的位置。前面16bit的作用就是，記錄一個“減量時間”，這是一個降低精度的Unix時間，將16bit的時間轉(zhuǎn)換成分鐘，不關(guān)心回繞問題。若這個時間很大，那么8bit計數(shù)器的值減半，否則只是簡單的每次遞減1

LRU，last recently used，即最近最少使用淘汰，一般做法是，將hash表的value做成一個指針，指向一個雙鏈表節(jié)點，節(jié)點中保存實際的value，雙鏈表按照上次訪問時間降序排列，當(dāng)訪問到一個對象之后，更新訪問時間，并將這個節(jié)點移動到表頭，若節(jié)點不存在就直接插入到表頭。當(dāng)內(nèi)存門限達(dá)到的時候，從鏈表尾開始刪除若干entry。redis為了減少內(nèi)存使用，不使用雙鏈表或其他結(jié)構(gòu)管理對象，采用隨機算法，每次從hash表中隨機選擇一些key，一般是5個，將這些key存入一個全局的池，池大小一般是16，池中entry按照上次訪問時間降序排列，每次從池中選擇尾部的entry，就是最差的對象，將這個對象淘汰

TTL，即生存時間，按照生存時間設(shè)置一個對象的生命周期，一個對象生命周期結(jié)束之后將其銷毀

(4)在項目中的使用

我們在廣告數(shù)據(jù)、solr中搜索的品牌、規(guī)格數(shù)據(jù)以及購物車?yán)锩娑际怯眠^redis，結(jié)合spring來使用，springDataRedis。


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