[哈希数据结构与键值对存储效率 ]的搜索结果

...文中，Redis作为数据存储和协调工具，在微服务架构设计中承担了关键角色，如实现数据共享、状态同步以及服务间通信等。 分布式锁 , 分布式锁是一种在分布式系统环境下，用于控制多个服务或进程对共享资源访问的同步机制。当多个微服务需要同时操作同一份资源时，通过Redis提供的分布式锁功能，可以确保在同一时刻只有一个服务能获取并操作该资源，从而保证数据的一致性和完整性。 Redis Cluster , Redis Cluster是Redis官方提供的一种分布式解决方案，允许用户将数据分散存储在多台机器上，形成一个分布式数据库集群。在微服务场景下，Redis Cluster通过分片（sharding）技术，可有效应对海量数据和高并发访问，提升系统的扩展性和性能，并确保各个微服务之间的松耦合，降低数据孤岛问题带来的风险。 哈希（Hash）数据结构 , 在Redis中，哈希数据结构是一种键值对集合，它允许用户在一个键下关联多个字段和值。文中提到的使用Redis Hash作为“数据字典”，意味着可以将复杂的数据结构，如用户的权限列表，以键值对的形式存储在Redis中，方便快速查询与更新，极大提升了系统处理这类需求的效率。 持久化 , 持久化是指将程序运行过程中的数据保存到非易失性存储介质中，即使在系统重启后也能恢复这些数据。Redis提供了两种持久化策略，即RDB（Redis Database）和AOF（Append-only File），以确保在内存中的数据能在断电、故障等情况下得以持久保存，满足不同业务场景对于数据安全性的要求。

...mCache服务器的数据持久化问题探讨：数据丢失的挑战与解决方案 1. 引言 Memcached，这个我们熟悉的高性能、分布式内存对象缓存系统，在Web应用程序中扮演着关键角色，它能极大地提升动态Web应用的性能和可扩展性。不过，你知道吗？Memcached这家伙可纯粹是个临时记忆库，它并不支持数据长期存储这功能。也就是说，一旦服务器打了个盹（重启）或者撂挑子不干了（崩溃），那存放在它脑瓜子里的所有数据，就会瞬间蒸发得无影无踪。这就是咱们今天要重点唠一唠的话题——聊聊Memcached的数据丢失那些事儿。 2. Memcached的数据特性与潜在风险 （1）内存缓存与数据丢失 Memcached的设计初衷是提供临时性的高速数据访问服务，所有的数据都存储在内存中，而非硬盘上。这就意味着，如果突然出现个意外状况，比如系统崩溃啦，或者我们有意为之的重启操作，那内存里暂存的数据就无法原地待命了，会直接消失不见，这样一来，就难免会遇到数据丢失的麻烦喽。 python import memcache mc = memcache.Client(['localhost:11211'], debug=0) mc.set('key', 'value') 将数据存入Memcached 假设此时服务器突然宕机，'key'对应的'value'在重启后将不复存在 （2）业务场景下的影响 对于一些对数据实时性要求较高但又允许一定时间内数据短暂缺失的场景，如用户会话信息、热点新闻等，Memcached的数据丢失可能带来的影响相对有限。不过，在有些场景下，我们需要长期确保数据的一致性，比如你网购时的购物车信息、积分累计记录这些情况。万一这种数据丢失了，那可能就会影响你的使用体验，严重的话，甚至会引发一些让人头疼的业务逻辑问题。 3. 面对数据丢失的应对策略 （1）备份与恢复方案 虽然Memcached本身不具备数据持久化的功能，但我们可以通过其他方式间接实现数据的持久化。例如，可以定期将Memcached中的数据备份到数据库或其他持久化存储中： python 假设有一个从Memcached获取并持久化数据到MySQL的过程 def backup_to_mysql(): all_items = mc.get_multi(mc.keys()) for key, value in all_items.items(): save_to_mysql(key, value) 自定义保存到MySQL的函数 （2）组合使用Redis等具备持久化的缓存系统 另一个可行的方案是结合使用Redis等既具有高速缓存特性和又能持久化数据的系统。Redis不仅可以提供类似Memcached的内存缓存服务，还支持RDB和AOF两种持久化机制，能在一定程度上解决数据丢失的问题。 python import redis r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0) r.set('key', 'value') 在Redis中设置键值对，即使服务器重启，数据也能通过持久化机制得以恢复 （3）架构层面优化 在大型分布式系统中，可以通过设计冗余和分布式存储策略来降低单点故障带来的影响。比如，我们可以像搭积木那样部署多个Memcached实例，然后用一致性哈希这类聪明的算法给它们分配工作量和切分数据块。这样不仅能确保整体负载均衡，还能保证每一份数据都有好几个备份，分别存放在不同的节点上，就像把鸡蛋放在不同的篮子里一样，安全又可靠。 4. 结语 人类视角的理解与思考 面对Memcached数据丢失的问题，开发者们不能止步于理解其原理，更应积极寻求有效的应对策略。这就像生活中我们对待易逝的事物，尽管明白“天下无不散之筵席”，但我们依然会拍照留念、撰写日记，以期留住美好瞬间。同样，在我们使用Memcached这玩意儿的时候，也得充分了解它的脾性，借助一些巧妙的技术手段和设计架构，让数据既能痛快地享受高速缓存带来的速度福利，又能机智地避开数据丢失的坑。只有这样，我们的系统才能在效率与可靠性之间取得最佳平衡，更好地服务于业务需求。

...p是Java中的一种数据结构，它实现了Map接口，提供了键值对（Key-Value）的存储。在本文上下文中，HashMap用于存储ID与用户名:密码的对应关系，通过哈希算法实现高效插入、查找和删除操作。其内部采用数组+链表/红黑树的方式，保证了键值对数据的快速访问。 PreparedStatement , PreparedStatement是Java JDBC编程中的一个重要组件，它代表预编译的SQL语句。相比于普通Statement，PreparedStatement可以防止SQL注入攻击，并且支持参数化查询，即在SQL语句中使用问号“?”作为占位符，在执行时传入具体参数值。在文章示例中，通过设置PreparedStatement对象的参数并执行查询，可以根据多个ID动态地从数据库中检索用户名和密码信息。 JDBC (Java Database Connectivity) , JDBC是Java语言提供的一套用于连接和操作各种类型数据库的标准API。通过JDBC，开发者可以编写统一的Java代码来访问Oracle、MySQL等各种兼容JDBC的数据库系统。在本文应用场景下，JDBC被用来建立Java应用程序与MySQL数据库之间的连接，执行SQL查询语句，从而根据多个ID获取相关的用户名和密码数据。 MySQL , MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统，广泛应用于互联网行业，尤其适合处理大规模的数据。在本文中，MySQL数据库被用作用户数据的持久化存储方案，通过JDBC接口，Java程序能够发送SQL查询请求到MySQL数据库，进而根据ID检索对应的用户名和密码信息。

...要的自平衡二叉查找树数据结构，在计算机科学领域具有广泛的应用，其高效稳定的特性对于现代软件开发和算法实现至关重要。近期，Google的V8 JavaScript引擎团队就针对哈希表和红黑树进行了深度优化，以提升Chrome浏览器的性能表现。在最新的技术博客中，他们深入探讨了如何通过调整红黑树内部节点插入与删除策略，以及引入新的内存管理机制，有效减少了查找、插入和删除操作的时间成本，显著提高了数据密集型应用的运行效率。 此外，随着数据规模的不断扩大，分布式系统对数据结构的要求也在不断提升。在Apache Cassandra等NoSQL数据库中，红黑树被用于实现元数据索引，确保即使在大规模集群环境下也能提供快速、一致的查询服务。有研究人员正在探索结合红黑树和其他新型数据结构（如B树、LSM树）的优点，设计出更加适应云存储和大数据场景下的索引结构。 再者，从学术研究层面来看，红黑树原理及变种仍然是理论计算机科学的研究热点。例如，一些学者尝试通过对红黑树性质的扩展和改良，提出更为高效的自平衡树结构，为未来可能的数据结构课程教学与工程实践提供了新的思路。 总之，红黑树作为基础且关键的数据结构，无论是在实时操作系统、文件系统、数据库索引还是各类编程语言的标准库中，都发挥着不可替代的作用。随着技术的发展和需求的变化，红黑树及其相关理论的研究与应用将继续深化，不断推动信息技术的进步。

...种开源的、基于内存的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。在本文语境中，Redis因其键值对数据模型、高性能以及支持多种数据结构（如字符串、列表、集合、哈希表等）而被选用来记录用户的阅读状态信息。通过设置和查询Redis中的键值对，可以高效地实现用户阅读状态的跟踪与管理。 键值对存储 , 键值对存储是一种数据存储模型，其中数据以键（key）和值（value）的形式进行组织。在这种模型中，每一个键都是唯一的，用于标识与其关联的值。在本文的应用场景下，每篇文章被视为一个键，对应的值代表用户的阅读状态，使得通过查找特定键即可快速得知该文章是否已被用户阅读过。 差分隐私 , 差分隐私是一种数学定义和方法论，旨在提供一种统计学上的保证，即在公开发布包含个人信息的数据集时，即使存在某个人是否参与了数据收集，也无法从发布的统计数据中准确推断出其具体信息。虽然本文并未直接涉及差分隐私技术，但在实际应用中，如果需要记录用户阅读状态的同时保护用户隐私，可以考虑采用差分隐私或其他隐私保护技术来确保在满足业务需求的同时不侵犯用户隐私权。

...） , 一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于语言的文本格式来存储和表示数据。它基于JavaScript的一个子集，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。在本文中，JSON被用来存储员工信息，并通过编程语言如JavaScript进行查询和操作。 数组（Array） , 在计算机科学中，数组是一种线性数据结构，用于存储一系列有序的元素，每个元素可以通过其索引（index）进行访问。在本文给出的JSON示例中，employees 就是一个数组，其中包含了多个员工对象，数组中的第二条记录可以通过索引1获取。 键值对（Key-Value Pair） , 在JSON以及其他数据结构（如哈希表、字典等）中，键值对是一种基本的数据组织形式，由一个唯一的键（key）和与之关联的值（value）组成。在JSON中，键是字符串类型，而值可以是各种数据类型，包括字符串、数字、布尔值、数组、另一个JSON对象或其他键值对集合。例如，在文章提到的员工信息JSON中，“id”、“name”和“position”就是键，它们各自对应的值是员工的ID号、姓名和职位名称。

...作为一款高性能、内存键值型数据库，其卓越的响应速度和高效的处理能力使其在缓存、会话存储、队列服务等领域广受欢迎。然而，在实际应用中，如何进一步优化Redis服务器的响应时间和性能表现呢？本文将从四个方面进行深入探讨，并通过实例代码帮助大家更好地理解和实践。 1. 合理配置Redis服务器参数 （1）调整内存分配策略 Redis默认使用jemalloc作为内存分配器，对于不同的工作负载，可以适当调整jemalloc的相关参数以优化内存碎片和分配效率。例如，可以通过修改redis.conf文件中的maxmemory-policy来设置内存淘汰策略，如选择LRU（最近最少使用）策略： bash maxmemory-policy volatile-lru （2）限制客户端连接数 过多的并发连接可能会导致Redis资源消耗过大，降低响应速度。因此，我们需要合理设置最大客户端连接数： bash maxclients 10000 请根据实际情况调整此数值。 2. 使用Pipeline和Multi-exec批量操作 Redis Pipeline功能允许客户端一次性发送多个命令并在服务器端一次性执行，从而减少网络往返延迟，显著提升性能。以下是一个Python示例： python import redis r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0) pipe = r.pipeline() for i in range(1000): pipe.set(f'key_{i}', 'value') pipe.execute() 另外，Redis的Multi-exec命令用于事务处理，也能实现批量操作，确保原子性的同时提高效率。 3. 数据结构与编码优化 Redis支持多种数据结构，选用合适的数据结构能极大提高查询效率。比如说，如果我们经常要做一些关于集合的操作，像是找出两个集合的交集啊、并集什么的，那这时候，我们就该琢磨着别再用那个简单的键值对(Key-Value)了，而是考虑选用Set或者Sorted Set，它们在这方面更管用。 python 使用Sorted Set进行范围查询 r.zadd('sorted_set', {'user1': 100, 'user2': 200, 'user3': 300}) r.zrangebyscore('sorted_set', 150, 350) 同时，Redis提供了多种数据编码方式，比如哈希表的ziplist编码能有效压缩存储空间，提高读写速度，可通过修改hash-max-ziplist-entries和hash-max-ziplist-value进行配置。 4. 精细化监控与问题排查 定期对Redis服务器进行性能监控和日志分析至关重要。Redis自带的INFO命令能提供丰富的运行时信息，包括内存使用情况、命中率、命令统计等，结合外部工具如RedisInsight、Grafana等进行可视化展示，以便及时发现潜在性能瓶颈。 当遇到性能问题时，我们要像侦探一样去思考和探索：是由于内存不足导致频繁淘汰数据？还是因为某个命令执行过于耗时？亦或是客户端并发过高引发的问题？通过针对性的优化措施，逐步改善Redis服务器的响应时间和性能表现。 总结来说，优化Redis服务器的关键在于深入了解其内部机制，合理配置参数，巧妙利用其特性，以及持续关注和调整系统状态。让我们一起携手，打造更为迅捷、稳定的Redis服务环境吧！

...流行的分布式内存对象存储工具，很多动态网站和应用程序都爱用它来让数据读取速度嗖嗖地提升。然而，在实际的开发过程中，我们可能会遇到一些难以调试的问题。这时候，我们就需要用到telnet来进行Memcached命令行调试。 二、什么是telnet？ telnet是一种网络协议，可以让你通过一个终端设备（如电脑）远程连接到另一台服务器，然后像本地终端一样操作这台服务器。Telnet这玩意儿，一般咱们都拿它来检测网络连接是否顺畅、揪出那些捣蛋的小故障。另外啊，管理员们也常常依赖这家伙远程操控服务器，省得亲自跑机房了。 三、如何使用telnet进行Memcached命令行调试？ 首先，你需要确保你的电脑上已经安装了telnet工具。如果没有的话，可以通过命令行输入“apt-get install telnet”或者“yum install telnet”等命令进行安装。 接下来，打开telnet客户端，输入你要调试的Memcached服务器的IP地址和端口号。比如说，如果你的Memcached服务器有个IP地址是192.168.1.1，而它的工作端口是11211，那么你只需要敲入“telnet 192.168.1.1 11211”这个命令，就可以连接上啦。就像是在跟你的服务器打个招呼：“嘿，你在192.168.1.1的那个11211门口等我，我这就来找你！” 登录成功后，你就可以开始对Memcached进行调试了。嘿，你知道吗？你完全可以像个高手那样，通过输入各种Memcached的指令，来随心所欲地查看、添加、删改或者一键清空缓存，就像在玩一个数据存储的游戏一样轻松有趣！ 四、使用telnet进行Memcached命令行调试的代码示例 下面是一些常见的Memcached命令示例： 1. 查看当前所有缓存的键值对 stats items 2. 添加一个新的缓存项 set key value flags expiration 3. 删除一个缓存项 delete key 4. 修改一个缓存项 replace key value flags expiration 5. 清空所有缓存项 flush_all 五、总结 总的来说，使用telnet进行Memcached命令行调试是一个非常实用的方法。它可以帮助我们快速定位并解决问题，提高工作效率。当然，除了telnet之外，还有很多其他的工具和方法也可以用来进行Memcached的调试。不过说真的，不论怎样咱都得记住这么个理儿：一个真正优秀的开发者，就像那武侠小说里的大侠，首先得有深厚的内功基础——这就相当于他们扎实的基础知识；同时，还得身手矫健、思维活泛，像武林高手那样面对各种挑战都能轻松应对，游刃有余。

哈希一致性算法 , 哈希一致性算法是一种特殊的分布式哈希算法，如文中提到的Ketama算法，用于在Memcached多实例部署中保证数据分布的一致性和均衡性。当客户端通过哈希函数将键映射到一个特定的实例时，这种算法能够在集群规模发生变化（例如增加或删除节点）时，尽量使原本存储在某个节点上的键继续映射到新的、最近似的节点上，从而最小化数据迁移和请求重定向的数量。 虚拟节点技术 , 虚拟节点技术是分布式系统中为了优化数据分布均匀性的策略之一。在Memcached部署中，每个物理节点可以被映射为多个虚拟节点，并参与到一致性哈希环中。这样做的目的是即使物理节点数量有限，也能提供更细粒度的数据分布，避免因节点数量较少导致的数据热点问题。在实际应用中，客户端库可以通过配置创建多个虚拟节点，使得数据在各个实例之间的分布更加均衡。 一致性哈希环 , 一致性哈希环是一种解决分布式环境中数据定位与负载均衡问题的数据结构。在Memcached场景下，所有服务器节点以及虚拟节点按照其哈希值均匀分布在逻辑上的一个圆环上。当有键值对需要存储时，根据键计算出的哈希值也将落在这条环上，并顺时针找到最近的一个节点进行存储。当集群规模变化时，仅需重新调整环上受影响的部分节点数据，而不是全局数据，有效降低了数据迁移的成本并保持了服务的稳定性。

...is，作为一款高效的数据结构存储系统，以其在内存中处理数据的能力和丰富的数据类型支持，在分布式缓存、键值对存储以及实时分析等领域扮演着核心角色。你知道吗，一个状态棒棒哒、表现贼6的Redis服务器，那可是能够轻松应对海量用户的并发请求！这其中有一个特别重要的“小开关”——最大连接数(maxclients)，它就像是Redis在高并发环境下的“定海神针”，直接关系到Redis的表现力和稳定性。 二、为什么要关注Redis的最大连接数 Redis最大连接数限制了同一时间内可以有多少客户端与其建立连接并发送请求。当这个数值被突破时，不好意思，新的连接就得乖乖排队等候了，只有等当前哪个连接完成了任务，腾出位置来，新的连接才有机会连进来。因此，合理设置最大连接数至关重要： - 避免资源耗尽：过多的连接可能导致Redis消耗完所有的文件描述符(通常是内核限制)，从而无法接受新连接。 - 提高响应速度：过低的连接数可能导致客户端间的竞争，特别是对于频繁读取缓存的情况，过多的等待会导致整体性能下降。 - 维护系统稳定性：过高或者过低的连接数都可能引发各种问题，如资源争抢、网络拥堵、服务器负载不均等。 三、Redis最大连接数的设置步骤 1. 查看Redis默认最大连接数 打开Redis配置文件redis.conf，找到如下行： Default value for maxclients, can be overridden by the command line option maxclients 10000 这就是Redis服务器的默认最大连接数，通常在生产环境中会根据需求进行调整。 2. 修改Redis最大连接数配置 为了演示，我们把最大连接数设为250： 在redis.conf 文件中添加或替换原有maxclients 设置 maxclients 250 确保修改后的配置文件正确无误，并遵循以下原则来确定合适的最大连接数： - 根据预期并发用户量计算所需连接数，一般来说，每个活跃用户至少维持一个持久连接，加上一定的冗余。 - 考虑Redis任务类型：如果主要用于写入操作，如持久化任务，适当增加连接数可加快数据同步；若主要是读取，那么连接数可根据平均并发读取量设置。 - 参考服务器硬件资源：CPU、内存、磁盘I/O等资源水平，以防止因连接数过多导致Redis服务响应变慢或崩溃。 3. 保存并重启Redis服务 完成配置后，记得保存更改并重启Redis服务以使新配置生效： bash Linux 示例 sudo service redis-server restart macOS 或 Docker 使用以下命令 sudo redis-cli config save docker-compose restart redis 4. 检查并监控Redis最大连接数 重启Redis服务后，通过info clients命令检查最大连接数是否已更新： redis-cli info clients 输出应包含connected_clients这一字段，显示当前活跃连接数量，以及maxClients显示允许的最大连接数。 5. 监控系统资源及文件描述符限制 在Linux环境下，可以通过ulimit -n查看当前可用的文件描述符限制，若仍需进一步增大连接数，请通过ulimit -n 设置并重加载限制，然后再重启Redis服务使其受益于新设置。 四、结论与注意事项 设置Redis最大连接数并非一劳永逸，随着业务发展和环境变化，定期评估并调整这一参数是必要的。同时，想要确保Redis既能满足业务需求又能始终保持流畅稳定运行，就得把系统资源监控、Redis的各项性能指标和调优策略一起用上，像拼图一样把它们完美结合起来。在这个过程中，我们巧妙地把实际操作中积累的经验和书本上的理论知识灵活融合起来，让Redis摇身一变，成了推动我们业务迅猛发展的超级好帮手。

Redis的数据结构使用技巧：解锁内存世界的奥秘 引言 Redis，这个由Antirez创造的内存数据结构存储系统，自诞生以来便以其高效、灵活的特点成为了开发者们不可或缺的工具。Redis，这可是个全能选手！它不仅能当个高效数据库和缓存系统，还能像个小邮差一样，把消息从这边送到那边。它的厉害之处，全靠支持各种各样的数据结构，就像是个万能工具箱，啥都能搞定！在这篇文章中，我们将深入探讨Redis的几个核心数据结构：字符串、哈希表、列表以及集合，并通过实际代码示例展示它们的使用技巧。 1. 字符串（Strings） Redis的字符串类型是所有数据结构的基础，适用于存储键值对、短文本、数字等数据。使用字符串进行操作时，我们可以利用其简洁的API来增强应用程序的性能。 代码示例： bash 设置一个字符串 redis-cli set mykey "Hello, Redis!" 获取字符串内容 redis-cli get mykey 思考过程： 在实际应用中，字符串经常用于存储配置信息或者简单键值对。通过设置和获取操作，我们可以轻松地管理这些数据。 2. 哈希表（Hashes） 哈希表是一种将键映射到值的结构，非常适合用于存储关联数据，如用户信息、产品详情等。Redis的哈希表允许我们以键-值对的形式存储数据，并且可以通过键访问特定的值。 代码示例： bash 创建一个哈希表并添加键值对 redis-cli hset user:1 name "Alice" age "25" 获取哈希表中的值 redis-cli hget user:1 name redis-cli hget user:1 age 删除哈希表中的键值对 redis-cli hdel user:1 age 思考过程： 哈希表的灵活性使得我们在构建复杂对象时能够更方便地组织和访问数据。比如说，在咱们的用户认证系统里头，要是你想知道某个用户的年纪或者别的啥信息，直接输入用户名，嗖的一下就全搞定了。就像是在跟老朋友聊天，一说出口，他最近的动态、年龄这些事儿，咱心里门儿清。 3. 列表（Lists） 列表是一种双端链表，可以插入和删除元素，适合用于实现队列、栈或者保存事件历史记录。列表的特性使其在处理序列化数据或消息队列时非常有用。 代码示例： bash 向列表尾部添加元素 redis-cli rpush messages "Hello" redis-cli rpush messages "World" 从列表头部弹出元素 redis-cli lpop messages 查看列表中的元素 redis-cli lrange messages 0 -1 移除列表中的指定元素 redis-cli lrem messages "World" 1 思考过程： 列表的动态性质使得它们成为处理实时数据流的理想选择。比如说，在咱们常用的聊天软件里头，新来的消息就像新鲜出炉的面包一样，被放到了面包篮的最底下，而那些老掉牙的消息就给挤到一边去了，这样做的目的就是为了保证咱们聊天界面能一直保持最新鲜、最实时的状态。就像是在超市里，你每次买完东西，最前面的架子上总是最新的商品，那些旧货就被推到后面去一样。 4. 集合（Sets） 集合是无序、不重复的元素集合，适合用于存储唯一项或进行元素计数。Redis的集合操作既高效又安全，是实现去重、投票系统或用户兴趣聚合的理想选择。 代码示例： bash 向集合添加元素 redis-cli sadd users alice bob charlie 检查元素是否在集合中 redis-cli sismember users alice 移除集合中的元素 redis-cli srem users bob 计算集合的大小 redis-cli scard users 思考过程： 集合的唯一性保证了数据的纯净度，同时其高效的操作速度使其成为处理大量用户交互数据的首选。在投票系统中，用户的选择会被自动去重，确保了统计的准确性。 结语 Redis提供的这些数据结构，无论是单独使用还是结合使用，都能极大地提升应用的性能和灵活性。通过上述代码示例和思考过程的展示，我们可以看到，Redis不仅仅是一个简单的键值存储系统，而是内存世界中的一把万能钥匙，帮助我们解决各种复杂问题。哎呀，不管你是想捣鼓个能秒回消息的聊天软件，还是想要打造个能精准推荐的神器，亦或是设计一套复杂到让人头大的分布式计算平台，Redis这货简直就是你的秘密武器啊！它就像个全能的魔法师，能搞定各种棘手的问题，让你在编程的路上顺风顺水，轻松应对各种挑战。在未来的开发旅程中，掌握这些数据结构的使用技巧，将使你能够更加游刃有余地应对各种挑战。

数据结构 , 数据结构是指在计算机科学中，用于组织、管理和存储数据的逻辑方法和物理布局。它不仅包括数据元素本身，还包括这些元素之间的关系以及对这些元素进行操作的一系列规则和算法。在文章中，作者强调了数据结构是编程中必不可少的基础知识，通过选择合适的数据结构可以提高程序运行效率，并与各种检索算法和索引技术密切相关。 面向对象的程序设计（OOP） , 面向对象的程序设计是一种以“对象”为核心，将现实世界中的实体抽象为类，通过封装、继承和多态等机制来构建软件系统的编程范式。在文中，作者提到面向对象的程序设计语言正是基于选择合适数据结构这一核心思想而发展起来的，体现了数据结构对于系统构造的重要影响。 哈希表（Hash Table） , 哈希表是一种特殊的数据结构，它使用哈希函数将输入（通常是字符串或其他类型的数据）转化为数组的索引，以此实现数据的快速存取。在本文中，哈希表作为考研复习阶段需要掌握的一种重要数据结构被提及，它是通过计算哈希码解决键值对高效查找问题的关键技术，在Java等编程语言中广泛应用，如JDK中的HashMap类就是一种哈希表的实现。 图（Graph） , 图是一种非线性的数据结构，由顶点（或称为节点）和边组成，用于表示对象之间的关系。在文章里，作者提到了在学习数据结构的过程中会遇到更复杂的概念，如图数据结构，它可以用来模拟实际生活中的许多复杂关系，如社交网络、交通路线等，并且涉及诸如最短路径算法等相关算法的学习与应用。 深度优先遍历（DFS, Depth-First Search） , 深度优先遍历是一种在图论和树形结构中常用的搜索算法策略。在执行过程中，该算法首先访问一个顶点，然后尽可能深地探索其邻接顶点，直到到达无法继续深入的顶点（即叶子节点或已访问过的节点），之后回溯至前一个顶点并尝试探索其他未访问的邻接顶点。在文中，深度优先遍历被列为了学习数据结构时需要掌握的基本算法之一，适用于多种与树和图相关的数据结构处理场景。

...制来实现原子性，保证数据的一致。 3、Lua脚本 Lua/ˈluə/是一种轻量级脚本语言，它是用 C 语言编写的，跟数据的存储过程有点类似。 使用 Lua 脚本来执行 Redis 命令的好处: 1、一次发送多个命令，减少网络开销。 2、Redis 会将整个脚本作为一个整体执行，不会被其他请求打断，保持原子性。 3、对于复杂的组合命令，我们可以放在文件中，可以实现程序之间的命令集复用。 3.1 在Redis中调用Lua脚本 使用 eval /ɪ’væl/ 方法，语法格式: redis> eval lua-script key-num [key1 key2 key3 ....] [value1 value2 value3 ....] eval代表执行Lua语言的命令。 lua-script代表Lua语言脚本内容。 key-num表示参数中有多少个key，需要注意的是Redis中key是从1开始的，如果没有key的参数，那么写0。 [key1key2key3…]是key作为参数传递给Lua语言，也可以不填，但是需要和key-num的个数对应起来。 [value1 value2 value3 …]这些参数传递给 Lua 语言，它们是可填可不填的。 示例，返回一个字符串，0 个参数: redis> eval "return 'Hello World'" 0 3.2 在Lua脚本中调用Redis命令 使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作。语法格式: redis> eval "redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 lua-key lua-value command是命令，包括set、get、del等。 key是被操作的键。 param1,param2…代表给key的参数。 注意跟 Java 不一样，定义只有形参，调用只有实参。 Lua 是在调用时用 key 表示形参，argv 表示参数值(实参)。 3.2.1 设置键值对 在 Redis 中调用 Lua 脚本执行 Redis 命令 redis> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 gupao 2673 redis> get gupao 以上命令等价于 set gupao 2673。 在 redis-cli 中直接写 Lua 脚本不够方便，也不能实现编辑和复用，通常我们会把脚本放在文件里面，然后执行这个文件。 3.2.2 在 Redis 中调用 Lua 脚本文件中的命令，操作 Redis 创建 Lua 脚本文件: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src vim gupao.lua Lua 脚本内容，先设置，再取值: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src redis-cli --eval gupao.lua 0 得到返回值: root@localhost src] redis-cli --eval gupao.lua 0 "lua666" 3.2.3 案例:对 IP 进行限流 需求：在 X 秒内只能访问 Y 次。 设计思路：用 key 记录 IP，用 value 记录访问次数。 拿到 IP 以后，对 IP+1。如果是第一次访问，对 key 设置过期时间(参数 1)。否则判断次数，超过限定的次数(参数 2)，返回 0。如果没有超过次数则返回 1。超过时间， key 过期之后，可以再次访问。 KEY[1]是 IP， ARGV[1]是过期时间 X，ARGV[2]是限制访问的次数 Y。 -- ip_limit.lua-- IP 限流，对某个 IP 频率进行限制 ，6 秒钟访问 10 次 local num=redis.call('incr',KEYS[1])if tonumber(num)==1 thenredis.call('expire',KEYS[1],ARGV[1])return 1elseif tonumber(num)>tonumber(ARGV[2]) thenreturn 0 elsereturn 1 end 6 秒钟内限制访问 10 次，调用测试(连续调用 10 次): ./redis-cli --eval "ip_limit.lua" app:ip:limit:192.168.8.111 , 6 10 app:ip:limit:192.168.8.111 是 key 值 ，后面是参数值，中间要加上一个空格和一个逗号，再加上一个空格 。 即:./redis-cli –eval [lua 脚本] [key…]空格,空格[args…] 多个参数之间用一个空格分割 。 代码:LuaTest.java 3.2.4 缓存 Lua 脚本 为什么要缓存 在脚本比较长的情况下，如果每次调用脚本都需要把整个脚本传给 Redis 服务端， 会产生比较大的网络开销。为了解决这个问题，Redis 提供了 EVALSHA 命令，允许开发者通过脚本内容的 SHA1 摘要来执行脚本。 如何缓存 Redis 在执行 script load 命令时会计算脚本的 SHA1 摘要并记录在脚本缓存中，执行 EVALSHA 命令时 Redis 会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容，如果找到了则执行脚本，否则会返回错误:“NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL.” 127.0.0.1:6379> script load "return 'Hello World'" "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b"127.0.0.1:6379> evalsha "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0 "Hello World" 3.2.5 自乘案例 Redis 有 incrby 这样的自增命令，但是没有自乘，比如乘以 3，乘以 5。我们可以写一个自乘的运算，让它乘以后面的参数： local curVal = redis.call("get", KEYS[1]) if curVal == false thencurVal = 0 elsecurVal = tonumber(curVal)endcurVal = curVal tonumber(ARGV[1]) redis.call("set", KEYS[1], curVal) return curVal 把这个脚本变成单行，语句之间使用分号隔开 local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal script load ‘命令’ 127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal' "be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441" 调用: 127.0.0.1:6379> set num 2OK127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 (integer) 12 3.2.6 脚本超时 Redis 的指令执行本身是单线程的，这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本，如果 Lua 脚本执行超时或者陷入了死循环，是不是没有办法为客户端提供服务了呢? eval 'while(true) do end' 0 为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务，Redis 提供了 lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间，默认为 5 秒钟。 lua-time-limit 5000(redis.conf 配置文件中) 当脚本运行时间超过这一限制后，Redis 将开始接受其他命令但不会执行(以确保脚本的原子性，因为此时脚本并没有被终止)，而是会返回“BUSY”错误。 Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端: script kill 如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改(SET、DEL 等)，那么通过 script kill 命令是不能终止脚本运行的。 127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','gupao','666') while true do end" 0 因为要保证脚本运行的原子性，如果脚本执行了一部分终止，那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行，要么都不执行。 127.0.0.1:6379> script kill(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the scripttermination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command. 遇到这种情况，只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。 shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作，意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。 4、Redis 为什么这么快? 4.1 Redis到底有多快？ 根据官方的数据，Redis 的 QPS 可以达到 10 万左右(每秒请求数)。 4.2 Redis为什么这么快? 总结:1)纯内存结构、2)单线程、3)多路复用 4.2.1 内存 KV 结构的内存数据库，时间复杂度 O(1)。 第二个，要实现这么高的并发性能，是不是要创建非常多的线程? 恰恰相反，Redis 是单线程的。 4.2.2 单线程 单线程有什么好处呢? 1、没有创建线程、销毁线程带来的消耗 2、避免了上线文切换导致的 CPU 消耗 3、避免了线程之间带来的竞争问题，例如加锁释放锁死锁等等 4.2.3 异步非阻塞 异步非阻塞 I/O，多路复用处理并发连接。 4.3 Redis为什么是单线程的? 不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 因为单线程已经够用了，CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 CPU 不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。 4.4 单线程为什么这么快? 因为 Redis 是基于内存的操作，我们先从内存开始说起。 4.4.1 虚拟存储器(虚拟内存 Vitual Memory) 名词解释:主存:内存;辅存:磁盘(硬盘) 计算机主存(内存)可看作一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组，每个字节有一个唯一的地址，这个地址叫做物理地址(PA)。早期的计算机中，如果 CPU 需要内存，使用物理寻址，直接访问主存储器。 这种方式有几个弊端: 1、在多用户多任务操作系统中，所有的进程共享主存，如果每个进程都独占一块物理地址空间，主存很快就会被用完。我们希望在不同的时刻，不同的进程可以共用同一块物理地址空间。 2、如果所有进程都是直接访问物理内存，那么一个进程就可以修改其他进程的内存数据，导致物理地址空间被破坏，程序运行就会出现异常。 为了解决这些问题，我们就想了一个办法，在 CPU 和主存之间增加一个中间层。CPU 不再使用物理地址访问，而是访问一个虚拟地址，由这个中间层把地址转换成物理地址，最终获得数据。这个中间层就叫做虚拟存储器(Virtual Memory)。 具体的操作如下所示: 在每一个进程开始创建的时候，都会分配一段虚拟地址，然后通过虚拟地址和物理地址的映射来获取真实数据，这样进程就不会直接接触到物理地址，甚至不知道自己调用的哪块物理地址的数据。 目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存，如 Windows 系统的虚拟内存、Linux 系统的交换空间等等。Windows 的虚拟内存(pagefile.sys)是磁盘空间的一部分。 在 32 位的系统上，虚拟地址空间大小是 2^32bit=4G。在 64 位系统上，最大虚拟地址空间大小是多少? 是不是 2^64bit=10241014TB=1024PB=16EB?实际上没有用到 64 位，因为用不到这么大的空间，而且会造成很大的系统开销。Linux 一般用低 48 位来表示虚拟地址空间，也就是 2^48bit=256T。 cat /proc/cpuinfo address sizes : 40 bits physical, 48 bits virtual 实际的物理内存可能远远小于虚拟内存的大小。 总结：引入虚拟内存，可以提供更大的地址空间，并且地址空间是连续的，使得程序编写、链接更加简单。并且可以对物理内存进行隔离，不同的进程操作互不影响。还可以通过把同一块物理内存映射到不同的虚拟地址空间实现内存共享。 4.4.2 用户空间和内核空间 为了避免用户进程直接操作内核，保证内核安全，操作系统将虚拟内存划分为两部分，一部分是内核空间(Kernel-space)/ˈkɜːnl /，一部分是用户空间(User-space)。 内核是操作系统的核心，独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的权限。 内核空间中存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中，都是对物理地址的映射。 在 Linux 系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是 1:3。 当进程运行在内核空间时就处于内核态，而进程运行在用户空间时则处于用户态。 进程在内核空间以执行任意命令，调用系统的一切资源;在用户空间只能执行简单的运算，不能直接调用系统资源，必须通过系统接口(又称 system call)，才能向内核发出指令。 top 命令: us 代表 CPU 消耗在 User space 的时间百分比; sy 代表 CPU 消耗在 Kernel space 的时间百分比。 4.4.3 进程切换(上下文切换) 多任务操作系统是怎么实现运行远大于 CPU 数量的任务个数的? 当然，这些任务实际上并不是真的在同时运行，而是因为系统通过时间片分片算法，在很短的时间内，将 CPU 轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。 为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在 CPU 上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。 什么叫上下文? 在每个任务运行前，CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行，也就是说，需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(ProgramCounter)，这个叫做 CPU 的上下文。 而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。 在切换上下文的时候，需要完成一系列的工作，这是一个很消耗资源的操作。 4.4.4 进程的阻塞 正在运行的进程由于提出系统服务请求(如 I/O 操作)，但因为某种原因未得到操作系统的立即响应，该进程只能把自己变成阻塞状态，等待相应的事件出现后才被唤醒。 进程在阻塞状态不占用 CPU 资源。 4.4.5 文件描述符 FD Linux 系统将所有设备都当作文件来处理，而 Linux 用文件描述符来标识每个文件对象。 文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用于指向被打开的文件，所有执行 I/O 操作的系统调用都通过文件描述符;文件描述符是一个简单的非负整数，用以表明每个被进程打开的文件。 Linux 系统里面有三个标准文件描述符。 0:标准输入(键盘); 1:标准输出(显示器); 2:标准错误输出(显示器)。 4.4.6 传统 I/O 数据拷贝 以读操作为例: 当应用程序执行 read 系统调用读取文件描述符(FD)的时候，如果这块数据已经存在于用户进程的页内存中，就直接从内存中读取数据。如果数据不存在，则先将数据从磁盘加载数据到内核缓冲区中，再从内核缓冲区拷贝到用户进程的页内存中。(两次拷贝，两次 user 和 kernel 的上下文切换)。 I/O 的阻塞到底阻塞在哪里? 4.4.7 Blocking I/O 当使用 read 或 write 对某个文件描述符进行过读写时，如果当前 FD 不可读，系统就不会对其他的操作做出响应。从设备复制数据到内核缓冲区是阻塞的，从内核缓冲区拷贝到用户空间，也是阻塞的，直到 copy complete，内核返回结果，用户进程才解除 block 的状态。 为了解决阻塞的问题，我们有几个思路。 1、在服务端创建多个线程或者使用线程池，但是在高并发的情况下需要的线程会很多，系统无法承受，而且创建和释放线程都需要消耗资源。 2、由请求方定期轮询，在数据准备完毕后再从内核缓存缓冲区复制数据到用户空间 (非阻塞式 I/O)，这种方式会存在一定的延迟。 能不能用一个线程处理多个客户端请求? 4.4.8 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) I/O 指的是网络 I/O。 多路指的是多个 TCP 连接(Socket 或 Channel)。 复用指的是复用一个或多个线程。它的基本原理就是不再由应用程序自己监视连接，而是由内核替应用程序监视文件描述符。 客户端在操作的时候，会产生具有不同事件类型的 socket。在服务端，I/O 多路复用程序(I/O Multiplexing Module)会把消息放入队列中，然后通过文件事件分派器(File event Dispatcher)，转发到不同的事件处理器中。 多路复用有很多的实现，以 select 为例，当用户进程调用了多路复用器，进程会被阻塞。内核会监视多路复用器负责的所有 socket，当任何一个 socket 的数据准备好了，多路复用器就会返回。这时候用户进程再调用 read 操作，把数据从内核缓冲区拷贝到用户空间。 所以，I/O 多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一个进入读就绪(readable)状态，select() 函数就可以返回。 Redis 的多路复用， 提供了 select, epoll, evport, kqueue 几种选择，在编译的时 候来选择一种。 evport 是 Solaris 系统内核提供支持的; epoll 是 LINUX 系统内核提供支持的; kqueue 是 Mac 系统提供支持的; select 是 POSIX 提供的，一般的操作系统都有支撑(保底方案); 源码 ae_epoll.c、ae_select.c、ae_kqueue.c、ae_evport.c 5、内存回收 Reids 所有的数据都是存储在内存中的，在某些情况下需要对占用的内存空间进行回 收。内存回收主要分为两类，一类是 key 过期，一类是内存使用达到上限(max_memory) 触发内存淘汰。 5.1 过期策略 要实现 key 过期，我们有几种思路。 5.1.1 定时过期(主动淘汰) 每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好;但是会占用大量的 CPU 资源去处理过期的 数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。 5.1.2 惰性过期(被动淘汰) 只有当访问一个 key 时，才会判断该 key 是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省 CPU 资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期 key 没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。 例如 String，在 getCommand 里面会调用 expireIfNeeded server.c expireIfNeeded(redisDb db, robj key) 第二种情况，每次写入 key 时，发现内存不够，调用 activeExpireCycle 释放一部分内存。 expire.c activeExpireCycle(int type) 5.1.3 定期过期 源码:server.h typedef struct redisDb { dict dict; / 所有的键值对 /dict expires; / 设置了过期时间的键值对 /dict blocking_keys; dict ready_keys; dict watched_keys; int id;long long avg_ttl;list defrag_later; } redisDb; 每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的 expires 字典中一定数量的 key，并清除其中已过期的 key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得 CPU 和内存资源达到最优的平衡效果。 Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。 5.2 淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略，是指当内存使用达到最大内存极限时，需要使用淘汰算法来决定清理掉哪些数据，以保证新数据的存入。 5.2.1 最大内存设置 redis.conf 参数配置: maxmemory <bytes> 如果不设置 maxmemory 或者设置为 0，64 位系统不限制内存，32 位系统最多使用 3GB 内存。 动态修改: redis> config set maxmemory 2GB 到达最大内存以后怎么办? 5.2.2 淘汰策略 https://redis.io/topics/lru-cache redis.conf maxmemory-policy noeviction 先从算法来看: LRU，Least Recently Used:最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。 LFU，Least Frequently Used，最不常用，4.0 版本新增。 random，随机删除。 如果没有符合前提条件的 key 被淘汰，那么 volatile-lru、volatile-random、 volatile-ttl 相当于 noeviction(不做内存回收)。 动态修改淘汰策略: redis> config set maxmemory-policy volatile-lru 建议使用 volatile-lru，在保证正常服务的情况下，优先删除最近最少使用的 key。 5.2.3 LRU 淘汰原理 问题：如果基于传统 LRU 算法实现 Redis LRU 会有什么问题? 需要额外的数据结构存储，消耗内存。 Redis LRU 对传统的 LRU 算法进行了改良，通过随机采样来调整算法的精度。如果淘汰策略是 LRU，则根据配置的采样值 maxmemory_samples(默认是 5 个), 随机从数据库中选择 m 个 key, 淘汰其中热度最低的 key 对应的缓存数据。所以采样参数m配置的数值越大, 就越能精确的查找到待淘汰的缓存数据,但是也消耗更多的CPU计算,执行效率降低。 问题：如何找出热度最低的数据? Redis 中所有对象结构都有一个 lru 字段, 且使用了 unsigned 的低 24 位，这个字段用来记录对象的热度。对象被创建时会记录 lru 值。在被访问的时候也会更新 lru 的值。 但是不是获取系统当前的时间戳，而是设置为全局变量 server.lruclock 的值。 源码：server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; server.lruclock 的值怎么来的? Redis 中有个定时处理的函数 serverCron，默认每 100 毫秒调用函数 updateCachedTime 更新一次全局变量的 server.lruclock 的值，它记录的是当前 unix 时间戳。 源码:server.c void updateCachedTime(void) { time_t unixtime = time(NULL); atomicSet(server.unixtime,unixtime); server.mstime = mstime();​struct tm tm; localtime_r(&server.unixtime,&tm);server.daylight_active = tm.tm_isdst; } 问题:为什么不获取精确的时间而是放在全局变量中?不会有延迟的问题吗? 这样函数 lookupKey 中更新数据的 lru 热度值时,就不用每次调用系统函数 time，可以提高执行效率。 OK，当对象里面已经有了 LRU 字段的值，就可以评估对象的热度了。 函数 estimateObjectIdleTime 评估指定对象的 lru 热度，思想就是对象的 lru 值和全局的 server.lruclock 的差值越大(越久没有得到更新)，该对象热度越低。 源码 evict.c / Given an object returns the min number of milliseconds the object was never requested, using an approximated LRU algorithm. /unsigned long long estimateObjectIdleTime(robj o) {unsigned long long lruclock = LRU_CLOCK(); if (lruclock >= o->lru) {return (lruclock - o->lru) LRU_CLOCK_RESOLUTION; } else {return (lruclock + (LRU_CLOCK_MAX - o->lru)) LRU_CLOCK_RESOLUTION;} } server.lruclock 只有 24 位，按秒为单位来表示才能存储 194 天。当超过 24bit 能表 示的最大时间的时候，它会从头开始计算。 server.h define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) / Max value of obj->lru / 在这种情况下，可能会出现对象的 lru 大于 server.lruclock 的情况，如果这种情况 出现那么就两个相加而不是相减来求最久的 key。 为什么不用常规的哈希表+双向链表的方式实现?需要额外的数据结构，消耗资源。而 Redis LRU 算法在 sample 为 10 的情况下，已经能接近传统 LRU 算法了。 问题:除了消耗资源之外，传统 LRU 还有什么问题? 如图，假设 A 在 10 秒内被访问了 5 次，而 B 在 10 秒内被访问了 3 次。因为 B 最后一次被访问的时间比 A 要晚，在同等的情况下，A 反而先被回收。 问题:要实现基于访问频率的淘汰机制，怎么做? 5.2.4 LFU server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; 当这 24 bits 用作 LFU 时，其被分为两部分: 高 16 位用来记录访问时间(单位为分钟，ldt，last decrement time) 低 8 位用来记录访问频率，简称 counter(logc，logistic counter) counter 是用基于概率的对数计数器实现的，8 位可以表示百万次的访问频率。 对象被读写的时候，lfu 的值会被更新。 db.c——lookupKey void updateLFU(robj val) {unsigned long counter = LFUDecrAndReturn(val); counter = LFULogIncr(counter);val->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | counter;} 增长的速率由，lfu-log-factor 越大，counter 增长的越慢 redis.conf 配置文件。 lfu-log-factor 10 如果计数器只会递增不会递减，也不能体现对象的热度。没有被访问的时候，计数器怎么递减呢? 减少的值由衰减因子 lfu-decay-time(分钟)来控制，如果值是 1 的话，N 分钟没有访问就要减少 N。 redis.conf 配置文件 lfu-decay-time 1 6、持久化机制 https://redis.io/topics/persistence Redis 速度快，很大一部分原因是因为它所有的数据都存储在内存中。如果断电或者宕机，都会导致内存中的数据丢失。为了实现重启后数据不丢失，Redis 提供了两种持久化的方案，一种是 RDB 快照(Redis DataBase)，一种是 AOF(Append Only File)。 6.1 RDB RDB 是 Redis 默认的持久化方案。当满足一定条件的时候，会把当前内存中的数据写入磁盘，生成一个快照文件 dump.rdb。Redis 重启会通过加载 dump.rdb 文件恢复数据。 什么时候写入 rdb 文件? 6.1.1 RDB 触发 1、自动触发 a)配置规则触发。 redis.conf， SNAPSHOTTING，其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率。 如果不需要 RDB 方案，注释 save 或者配置成空字符串""。 save 900 1 900 秒内至少有一个 key 被修改(包括添加) save 300 10 400 秒内至少有 10 个 key 被修改save 60 10000 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改 注意上面的配置是不冲突的，只要满足任意一个都会触发。 RDB 文件位置和目录: 文件路径，dir ./ 文件名称dbfilename dump.rdb 是否是LZF压缩rdb文件 rdbcompression yes 开启数据校验 rdbchecksum yes 问题：为什么停止 Redis 服务的时候没有 save，重启数据还在? RDB 还有两种触发方式: b)shutdown 触发，保证服务器正常关闭。 c)flushall，RDB 文件是空的，没什么意义(删掉 dump.rdb 演示一下)。 2、手动触发 如果我们需要重启服务或者迁移数据，这个时候就需要手动触 RDB 快照保存。Redis 提供了两条命令: a)save save 在生成快照的时候会阻塞当前 Redis 服务器， Redis 不能处理其他命令。如果内存中的数据比较多，会造成 Redis 长时间的阻塞。生产环境不建议使用这个命令。 为了解决这个问题，Redis 提供了第二种方式。 执行 bgsave 时，Redis 会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。 具体操作是 Redis 进程执行 fork 操作创建子进程(copy-on-write)，RDB 持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。它不会记录 fork 之后后续的命令。阻塞只发生在 fork 阶段，一般时间很短。 用 lastsave 命令可以查看最近一次成功生成快照的时间。 6.1.2 RDB 数据的恢复(演示) 1、shutdown 持久化添加键值 添加键值 redis> set k1 1 redis> set k2 2 redis> set k3 3 redis> set k4 4 redis> set k5 5 停服务器，触发 save redis> shutdown 备份 dump.rdb 文件 cp dump.rdb dump.rdb.bak 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 啥都没有: redis> keys 3、通过备份文件恢复数据停服务器 redis> shutdown 重命名备份文件 mv dump.rdb.bak dump.rdb 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 查看数据 redis> keys 6.1.3 RDB 文件的优势和劣势 一、优势 1.RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件，它保存了 redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。 2.生成 RDB 文件的时候，redis 主进程会 fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘 IO 操作。 3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。 二、劣势 1、RDB 方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为 bgsave 每次运行都要执行 fork 操作创建子进程，频繁执行成本过高。 2、在一定间隔时间做一次备份，所以如果 redis 意外 down 掉的话，就会丢失最后一次快照之后的所有修改(数据有丢失)。 如果数据相对来说比较重要，希望将损失降到最小，则可以使用 AOF 方式进行持久化。 6.2 AOF Append Only File AOF:Redis 默认不开启。AOF 采用日志的形式来记录每个写操作，并追加到文件中。开启后，执行更改 Redis 数据的命令时，就会把命令写入到 AOF 文件中。 Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。 6.2.1 AOF 配置 配置文件 redis.conf 开关appendonly no 文件名appendfilename "appendonly.aof" AOF 文件的内容(vim 查看): 问题：数据都是实时持久化到磁盘吗? 由于操作系统的缓存机制，AOF 数据并没有真正地写入硬盘，而是进入了系统的硬盘缓存。什么时候把缓冲区的内容写入到 AOF 文件? 问题:文件越来越大，怎么办? 由于 AOF 持久化是 Redis 不断将写命令记录到 AOF 文件中，随着 Redis 不断的进行，AOF 的文件会越来越大，文件越大，占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。 例如 set xxx 666，执行 1000 次，结果都是 xxx=666。 为了解决这个问题，Redis 新增了重写机制，当 AOF 文件的大小超过所设定的阈值时，Redis 就会启动 AOF 文件的内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集。 可以使用命令 bgrewriteaof 来重写。 AOF 文件重写并不是对原文件进行重新整理，而是直接读取服务器现有的键值对，然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令，生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。 重写触发机制 auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 问题:重写过程中，AOF 文件被更改了怎么办? 另外有两个与 AOF 相关的参数: 6.2.2 AOF 数据恢复 重启 Redis 之后就会进行 AOF 文件的恢复。 6.2.3 AOF 优势与劣势 优点: 1、AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率，即使使用默认的同步频率每秒同步一次，Redis 最多也就丢失 1 秒的数据而已。 缺点: 1、对于具有相同数据的的 Redis，AOF 文件通常会比 RDB 文件体积更大(RDB 存的是数据快照)。 2、虽然 AOF 提供了多种同步的频率，默认情况下，每秒同步一次的频率也具有较高的性能。在高并发的情况下，RDB 比 AOF 具好更好的性能保证。 6.3 两种方案比较 那么对于 AOF 和 RDB 两种持久化方式，我们应该如何选择呢? 如果可以忍受一小段时间内数据的丢失，毫无疑问使用 RDB 是最好的，定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份， 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。 否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制，而是应该两种一起用，在这种情况下,当 redis 重启的时候会优先载入 AOF 文件来恢复原始的数据，因为在通常情况下 AOF 文件保存的数据集要比 RDB 文件保存的数据集要完整。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/zhoutaochun/article/details/120075092。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...on，是一种轻量级的数据交换格式。它基于纯文本，采用完全独立于语言的文本格式来存储和表示数据，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。在本文中，JSON数据被用来描述一个包含多个学生信息的数组结构，通过JSON对象的键值对形式（如students数组）存储和传递数据。 JSON数据 , JSON格式表示的数据实例，通常以键值对的形式组织，可以嵌套数组和其它JSON对象。在文章中举例的JSON数据是一个包含多个学生对象的数组，每个学生对象都有自己的属性（如name和age），这些属性与它们对应的值一起构成了JSON数据的具体内容。 JavaScript变量 , 在JavaScript编程语言中，变量是用来存储数据的一个容器，可以保存任何类型的数据，包括字符串、数字、布尔值以及更复杂的数据结构如对象或数组等。在文中示例代码中，json变量用于存储整个JSON数据对象，而arrayName变量则用来存储需要访问的数组的名字，即\ students\ ，通过这种方式动态地引用并获取JSON数据中的特定数组。

...on，是一种轻量级的数据交换格式。它基于JavaScript的一个子集，采用完全独立于语言的文本格式来存储和表示数据，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。在文中提到，由于JSON的简洁、易读易写性，使得其在开发中被广泛应用于数据传输与交换场景，通过JSON Util等工具能更方便地处理这类数据。 JSONObject , 在JSON语法结构中，JSONObject代表一个无序集合，由一系列键值对组成，键是字符串类型，值可以是各种数据类型，包括数字（整数或浮点数）、字符串、Boolean值、数组、另一个JSONObject，甚至是null。在Java JSON Util库中，JSONObject是一个用于表示JSON对象的核心类，可以通过构造方法将JSON字符串转换为JSONObject实例，并提供了一系列方法用于获取、设置、检查其中的属性值。 Java Bean , 在Java编程领域，Java Bean是一种特殊的Java类，通常指符合特定规范的对象。这些规范主要包括。

JSON是一种普遍的数据结构，而在在Java环境下，我们通常运用Map来保存键值对数据数据，因此将JSON转化成Map是一项必需的技巧。下面说明一下如何将JSON转化成在Java环境下的Map。 public static Map<String, Object> jsonToMap(String json){ ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); try { TypeReference<Map<String, Object>> typeRef = new TypeReference<Map<String, Object>>() {}; return mapper.readValue(json, typeRef); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return null; } 上述代码运用Jackson库的ObjectMapper类来将JSON转化成Map，其中TypeReference用于明确转化的目标数据类型，从而获取一个包含键值对数据的Map。 运用方法很简便，调用该方法并传递JSON字符串即可： String json = "{\"name\":\"John\", \"age\":30, \"city\":\"New York\"}"; Map<String, Object> map = jsonToMap(json); System.out.println(map.get("name")); //打印John 在实际开发中，我们需要根据具体情况进行处理，例如处理JSON中的嵌套对象和数组等，这需要我们对JSON的结构有一定的了解。总之，将JSON转化成Map是一项基本的操作，掌握后能够有效地提高我们的开发效率。

...） , 一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于语言的文本格式来存储和传输数据。在JSON中，数据以键值对的形式组织，也可以构成数组结构，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。在web开发领域，JSON常用于服务端与客户端之间交换数据，由于其简洁且通用性高，被广泛应用于API接口、配置文件、缓存数据等多种场景。 JavaScript对象 , 在JavaScript编程语言中，对象是一种复杂的数据类型，它由零个或多个无序的名/值对组成，这些名/值对也称为属性。属性可以是任何JavaScript数据类型，包括基本类型如字符串、数字、布尔值以及引用类型如其他对象和函数。在JSON中，JavaScript对象通过键（字符串）和对应的值进行表示，且遵循特定的语法规则。 JSON.parse()方法 , 这是JavaScript内置的一个全局函数，用于将一个JSON格式的字符串转换为等效的JavaScript值或对象。例如，当接收到从服务器返回的JSON格式的数据时，可以通过调用JSON.parse()方法将其解析成JavaScript对象，以便进一步操作和处理数据。 JSON.stringify()方法 , 同为JavaScript内置的方法，它的功能与JSON.parse()相反，用于将JavaScript对象或值转换为JSON格式的字符串。开发者通常在需要将JavaScript对象发送到服务器或其他环境，或者保存为本地存储时使用此方法。JSON.stringify()还可以接受可选参数，用于控制序列化过程中如何处理对象属性及函数等内容。

...SON是一种轻量级的数据交换格式，基于JavaScript的一个子集，采用完全独立于语言的文本格式来存储和表示数据。在文章语境中，JSON由于其简洁、易于阅读和编写的特点，以及与JavaScript的天然亲和性（可以直接转换为JavaScript对象），成为现代Web服务和应用程序中数据传输和序列化的首选格式。其数据结构主要由键值对构成，通过花括号包裹，并使用逗号分隔不同的键值对。 XML (Extensible Markup Language) , XML是一种标记型语言，设计用于传输和存储数据，具有高度可扩展性和自描述性。在文中对比的场景下，XML通过标签和属性的方式来组织和描述数据结构，相较于JSON更为严谨且支持命名空间等复杂特性。然而，XML的语法相对复杂，体积较大，解析速度较慢，这在一定程度上限制了它在特定应用场景下的效率优势。 嵌套数据 , 嵌套数据是指在一个数据结构内部包含另一个相同类型或不同类型的数据结构，形成一种层次化的关系。在JSON中，嵌套数据体现为一个对象或数组可以作为另一个对象的值存在，例如文章示例中的JSON数据结构中，“age”和“gender”都是根对象内部的嵌套数据。这种结构使得JSON能够以更直观的方式表达复杂的数据关系，提高了数据处理和理解的便利性。

...同实现，用来管理多个数据对象，提升程序效率。 List接口 , List是Java集合框架中的一个重要接口，继承自Collection接口，代表有序的、可重复的数据元素序列。List允许通过索引（下标）访问元素，支持元素的动态增删改查以及元素位置的调整等功能。例如ArrayList、LinkedList等类都是List接口的具体实现，可以用来存储和管理如学生信息这样的线性结构数据。 Map接口 , Map也是Java集合框架的一部分，不同于List，它提供了键值对（key-value pair）的数据存储结构。每个键（key）都是唯一的，对应一个值（value），二者之间形成映射关系。Map接口提供了根据键查找值、添加/更新键值对、删除键值对以及获取所有键或所有值等方法。HashMap、TreeMap等是Map接口的具体实现类，适用于需要快速查找、按键组织数据的场景，比如在线商城购物车功能中记录用户选择的商品及其数量和价格信息。

在处理数据交换和存储的过程中，JSON（JavaScript Object Notation）因其简洁的语法和广泛的兼容性而备受青睐。然而，将JSON数据高效、准确地转换为数据库表格式是一项关键任务，特别是在大数据时代背景下，大量异构数据的整合与分析尤为重要。 近期，业界对于如何优化这一过程展开了深入研究和实践应用。例如，2023年春季，Google Cloud推出了一款名为“Dataflow for JSON”的服务，该服务能够自动解析复杂JSON结构，并智能映射到BigQuery等云数据库中，极大地简化了JSON至关系型数据库的转换流程，提升了数据集成效率。 同时，一些开源项目也在积极探索这一领域，如PostgreSQL的jsonb数据类型就支持直接存储JSON并进行高效的查询操作，使得JSON数据可以直接在数据库层面进行深度处理，无需预先转换成传统的表结构。 此外，针对嵌套层级较深或动态结构变化频繁的JSON数据，有学者提出了基于NoSQL数据库的解决方案，如MongoDB的文档模型能很好地适应JSON数据的特性，实现灵活且高性能的数据管理。 总的来说，随着技术的发展和应用场景的变化，JSON数据转换为数据库表格式的方法不断演进，无论是通过增强传统关系型数据库的功能，还是借助NoSQL数据库的优势，都在推动着更高效、便捷的数据处理方式的创新与发展。

...on）是一种轻量级的数据交换格式，它基于易于阅读和编写的人类可读文本，同时也易于机器解析和生成。在Web应用、API接口开发以及数据传输等领域广泛应用。其结构以键值对形式存在，可以表示简单的数据类型如字符串、数字、布尔值，也可以嵌套表示复杂的数据结构如数组和对象。 结构体（在Go语言中） , 在Go编程语言中，结构体是一种自定义复合数据类型，允许开发者组合多个不同类型的字段来创建新的数据类型。结构体成员可以是任何基本类型或自定义类型，甚至可以包含其他结构体作为其字段，形成嵌套结构。在处理JSON数据时，Go语言的结构体被用来映射JSON对象的结构，通过为结构体字段添加json标签，可以实现JSON数据与结构体字段之间的序列化和反序列化操作。 序列化与反序列化 , 序列化是将数据结构或对象转换为可以进行持久化存储或网络传输的形式（通常为字节流）的过程。在Go语言处理JSON时，结构体的序列化是指将结构体实例转化为JSON字符串；而反序列化则是相反的过程，即将JSON字符串解码恢复成相应的结构体实例。Go语言内置的encoding/json包提供了对JSON数据进行序列化和反序列化的支持，使得程序能够方便地与JSON格式的数据进行交互。

...） , 一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于语言的文本格式来存储和传输数据。在本文中，JSON被用来描述数据结构，其特点是易于阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。通过键值对的形式组织数据，可以表示数组、对象、字符串、数值、布尔值以及null等数据类型。 JSON属性过滤器 , 这是一种编程工具或方法，用于从原始的JSON数据中选择性地提取指定的属性或字段，形成一个新的JSON对象。在处理大量且复杂的数据时，开发者可以根据实际需求使用JSON属性过滤器来提高代码运行效率，减少不必要的数据传输和处理，从而优化系统性能。 API响应处理 , API（Application Programming Interface）是应用程序接口的简称，在Web开发中通常指HTTP API，它定义了软件系统之间相互通信的规则。API响应处理则是指客户端获取到服务器端通过API返回的数据后，对其进行解析、验证和进一步操作的过程。在文中提到，JSON属性过滤器在API响应处理中起到了关键作用，帮助开发者从API返回的JSON数据中筛选出所需的部分信息，以便更好地满足前端页面展示或业务逻辑的需求。