Java面试之Redis

Redis简介

主流架构：

缓存中间件 — Memcache 和 Redis 的区别

Memcache：代码层次类似Hash

• 支持简单的数据类型

• 不支持数据持久化存储

• 不支持主从

主从同步是MySQL数据库复制技术的一种应用，通过将主服务器上的数据更改复制到一个或多个从服务器，实现数据的自动同步。在主从同步过程中，一台服务器充当主服务器（Master），接收用户数据更新，而另一台或多台服务器充当从服务器（Slave），接收来自主服务器的binlog内容，解析出SQL语句，从而使得主从服务器的数据保持一致。

• 不支持分片，即Sharding

Sharding 即 将整个数据库打碎的过程，可理解为将大数据分布到多个物理节点上的分区方案。

分片（Sharding）是一种与水平切分（horizontal partitioning）相关的数据库架构模式。它将一个数据库表中的行分成多个不同的表（称为分区），每个分区都具有相同的模式和列，但数据行完全不同。这样，数据被分成多个较小的块（逻辑分片），然后分布在单独的数据库节点上（物理分片）。数据分布在不同节点上，但共同代表整个数据集，实现了数据库的横向扩展，以适应大量数据和高流量的需求。

Redis：

• 数据类型丰富

• 支持数据磁盘持久化存储

• 支持主从

• 支持分片（Redis 3.0 版本之后）

Redis 为什么这么快

官方公布：100000+QPS（QPS即 query per second，每秒内查询次数）

• 完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，执行效率高；

Redis采取的是单进程、单线程模型的 Key：Value 数据库，由C语言编写，它将数据存储在内存内，读写时不会受到硬盘I/O速度的限制。

• 数据结构简单，对数据操作也简单；

Redis不使用*，不强制要求预定义数据结构，也不强制要求用户去对存储的不同数据进行关联，性能相比关系型数据库要高出不止一个量级。其存储结构就是键值对，类似于HashMap，HashMap的优势就是可以以O(1)的时间复杂度进行查找、插入和删除操作。

• 采用单线程，单线程也能处理高并发请求，想多核也可启动多实例；

• 使用多路 I/O 复用模型，非阻塞IO；

多路 I/O 复用模型

FD：File Descriptor，文件描述符

一个打开的文件通过唯一的描述符进行引用，该描述符是打开文件的元数据到文件本身的映射。

传统的阻塞 I/O 模型

Select系统调用

Redis采用的I/O多路复用函数

epoll / kqueue / evport / select ?

• 因地制宜

• 优先选择时间复杂度为 O(1) 的 I/O 多路复用函数作为底层实现

• 以时间复杂度为 O(n) 的 Select 作为保底

• 基于 react 设计模式监听 I/O 事件