[高并发环境下的分布式锁实现]的搜索结果

...了如何利用HBase实现分布式锁机制之后，进一步了解和关注分布式系统中锁服务的最新发展与实践显得尤为重要。近期，Apache Pulsar社区推出了全新的分布式锁功能，它利用Pulsar Functions和消息队列的强一致性特性来实现高效、可靠的分布式锁服务（来源：Apache Pulsar官网公告，2023年春季）。这一突破不仅增强了云原生环境下分布式资源管理的能力，还为开发者提供了更为灵活且高性能的锁解决方案。 同时，在业界广泛应用的Redis也不断优化其分布式锁Redlock算法，以适应大规模高并发场景下的需求。通过结合多节点选举和超时机制，Redlock力求解决单点故障问题，提高系统的容错性和稳定性（参考：Redis官方文档更新，2023年早些时候）。 此外，对于寻求更深度理解和实践分布式锁的读者，可以研读Leslie Lamport的经典论文《Time, Clocks, and the Ordering of Events in a Distributed System》（1978年），这篇论文奠定了分布式系统中时间顺序和同步的基础，对于理解分布式锁的设计原则有着深远的影响。 综上所述，随着技术演进，分布式锁方案正持续创新和发展，无论是基于大数据存储系统如HBase的实现，还是现代消息中间件如Pulsar的功能扩展，或是经典数据库Redis对锁服务的优化，都为我们在构建稳定、高效的分布式系统时提供了有力支持。与时俱进地跟踪这些进展并结合实际业务需求，将有助于我们更好地设计和应用分布式锁机制。

...不断壮大，需要应对的并发请求也越来越多，这时候就逼得我们不得不把分布式锁这个问题纳入考虑范围啦。这篇东西，咱们就来聊聊一个劲爆话题——“如何在Redis这个小宇宙中玩转高性能的分布式锁”。我会手把手地带你了解Redis分布式锁究竟是个啥东东，深入浅出地掰扯它的实现原理，再给你分享一些实打实的最佳实践心得，让你也能轻松驾驭这门技术。 二、什么是分布式锁？ 分布式锁是指在分布式系统中实现的一种锁机制，用于协调多台服务器之间的数据一致性。它的核心作用就像是个超级公正的小裁判，在一个大家伙们（节点）都分散开来干活的环境里，保证在任何同一时间，只有一个家伙能拿到那个关键的“通行证”（锁），然后去执行一些特别的任务。这样一来，就能有效避免大伙儿在干活时数据打架、出现乱七八糟不一致的情况啦。 三、Redis分布式锁的实现原理 在Redis中实现分布式锁主要有两种方式：一种是基于SETNX命令实现，另一种是基于RedLock算法实现。 1. 基于SETNX命令实现 SETNX命令是Redis的一个原子操作，它可以尝试将一个键设置为指定的值，只有当该键不存在时才能设置成功。我们可以利用这个特性来实现分布式锁。 java String lockKey = "lock_key"; String value = String.valueOf(System.currentTimeMillis()); boolean setted = redisClient.setNx(lockKey, value).get(); if(setted){ // 获取锁成功，执行业务逻辑 } 在这个例子中，我们首先创建了一个名为lock_key的键，然后将其值设为当前时间戳。如果这个键之前不存在，那么setNx方法会返回true，表示获取到了锁。 2. 基于RedLock算法实现 RedLock算法是一种基于Redis的分布式锁解决方案，由阿里巴巴开发。它就像个聪明的小管家，为了保证锁的安全性，会在不同的数据库实例上反复尝试去拿到锁，这样一来，就巧妙地躲过了死锁这类让人头疼的问题。 java List servers = Arrays.asList("localhost:6379", "localhost:6380", "localhost:6381"); int successCount = 0; for(String server : servers){ Jedis jedis = new Jedis(server); String result = jedis.setnx(key, value); if(result == 1){ successCount++; if(successCount >= servers.size()){ // 获取锁成功，执行业务逻辑 break; } }else{ // 锁已被获取，重试 } jedis.close(); } 在这个例子中，我们首先创建了一个包含三个服务器地址的列表，然后遍历这个列表，尝试在每个服务器上获取锁。如果获取锁成功，则增加计数器successCount的值。如果successCount大于等于列表长度，则表示获取到了锁。 四、如何优化Redis分布式锁的性能 在实际应用中，为了提高Redis分布式锁的性能，我们可以采取以下几种策略： 1. 采用多线程来抢占锁，避免在单一线程中长时间阻塞。 java ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); Future future = executorService.submit(() -> { return tryAcquireLock(); }); Boolean result = future.get(); if(result){ // 获取锁成功，执行业务逻辑 } 在这个例子中，我们创建了一个固定大小的线程池，然后提交一个新的任务来尝试获取锁。这样，我们可以在多个线程中同时竞争锁，提高了获取锁的速度。 2. 设置合理的超时时间，避免长时间占用锁资源。 java int timeout = 5000; // 超时时间为5秒 String result = jedis.setnx(key, value, timeout); if(result == 1){ // 获取锁成功，执行业务逻辑 } 在这个例子中，我们在调用setNx方法时指定了超时时间为5秒。如果在5秒内无法获取到锁，则方法会立即返回失败。这样，我们就可以避免因为锁的竞争而导致的无谓等待。 五、总结 通过上述的内容，我们可以了解到，在Redis中实现分布式锁可以采用多种方式，包括基于SETNX命令和RedLock算法等。在实际操作里，咱们还要瞅准自家的需求，灵活选用最合适的招数来搞分布式锁这回事儿。同时，别忘了给它“健个身”，优化一下性能，这样一来才能更溜地满足业务上的各种要求。

一、引言 在分布式系统中，经常需要通过锁来协调多个进程之间的操作，以保证数据的一致性和正确性。Redis，这个强大的内存数据库小能手，在开发者圈子里可是备受宠爱。它有个绝招叫setnx命令，这已经变成了众多程序员老铁们在实现分布式锁时的常用“神器”之一了。然而，在我们用Spring Boot 2搭配Docker搭建的线上环境里，遇到了一个让人摸不着头脑的情况：当两个Java程序同时使出“setnx”命令抢夺Redis锁的时候，竟然会出现两个人都能抢到锁的怪事！这可真是让我们一众人大跌眼镜，直呼神奇。本文将尝试分析这一现象的原因，并给出解决方案。 二、问题复现 首先，我们需要准备两台Linux服务器作为开发环境，分别命名为A和B。然后，在服务器A上启动一个Spring Boot应用，并在其中加入如下代码： typescript @Autowired private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; public void lock(String key) { String result = stringRedisTemplate.execute((ConnectionFactory connectionFactory, RedisCallback action) -> { Jedis jedis = new Jedis(connectionFactory.getConnection()); try { return jedis.setnx(key, "1"); } catch (Exception e) { log.error("lock failed", e); } finally { if (jedis != null) { jedis.close(); } } return null; }); if (result == null || !result.equals("1")) { throw new RuntimeException("Failed to acquire lock"); } } 接着，在服务器B上也启动同样的应用，并在其中执行上述lock方法。这时候我们注意到一个情况，这“lock”方法时灵时不灵的，有时候它会突然尥蹶子，抛出异常告诉我们锁没拿到；但有时候又乖巧得很，顺利就把锁给拿下了。这是怎么回事呢？ 三、问题分析 经过一番研究，我们发现了问题所在。原来，当两个Java进程同时执行setnx命令时，Redis并没有按照我们的预期进行操作。咱们都知道，这个setnx命令啊，它就像个贴心的小管家。如果发现某个key还没在数据库里安家落户，嘿，它立马就动手，给创建一个新的键值对出来。这个键嘛，就是你传给它的第一个小宝贝；而这个值呢，就是紧跟在后面的那个小家伙。不过，要是这key已经存在了，那它可就不干活啦，悠哉悠哉地返回个0给你，表示这次没执行任何操作。不过在实际情况里头，如果两个进程同时发出了“setnx”命令，Redis可能不会马上做出判断，而是会选择先把这两个请求放在一起，排个队，等会儿再逐一处理。想象一下，如果有两个请求一起蹦跶过来，如果其中一个请求抢先被处理了，那么另一个请求很可能就被晾在一边，这样一来，就可能引发一些预料之外的问题啦。 四、解决方案 针对上述问题，我们可以采取以下几种解决方案： 1. 使用Redis Cluster Redis Cluster是一种专门用于处理高并发情况的分布式数据库，它可以通过将数据分散在多个节点上来提高读写效率，同时也能够避免单点故障。通过将Redis部署在Redis Cluster上，我们可以有效防止多线程竞争同一资源的情况发生。 2. 提升Java进程的优先级 我们可以在Java进程中设置更高的优先级，以便让Java进程优先获得CPU资源。这样，即使有两个Java程序小哥同时按下“setnx”这个按钮，也可能会因为CPU这个大忙人只能服务一个请求，导致其中一个程序小哥暂时抢不到锁，只能干等着。 3. 使用Redis的其他命令 除了setnx命令外，Redis还提供了其他的命令来实现分布式锁的功能，例如blpop、brpoplpush等。这些命令有个亮点，就是能把锁的状态存到Redis这个数据库里头，这样一来，就巧妙地化解了多个线程同时抢夺同一块资源的矛盾啦。 五、总结 总的来说，Redis的setnx命令是一个非常有用的工具，可以帮助我们解决分布式系统中的许多问题。不过呢，在实际使用的时候，咱们也得留心一些小细节，这样才能避免那些突如其来的状况，让一切顺顺利利的。比如在同时处理多个任务的情况下，我们得留意把控好向Redis发送请求的个数，别一股脑儿地把太多的请求挤到Redis那里去，让它应接不暇。另外，咱们也得学会对症下药，挑选适合的解决方案来解决具体的问题。比如，为了提升读写速度，我们可以考虑使个巧劲儿，用上Redis Cluster；再比如，为了避免多个线程争抢同一块资源引发的“战争”，我们可以派出其他命令来巧妙化解这类矛盾。最后，我们也应该不断地学习和探索，以便更好地利用Redis这个强大的工具。

...着微服务架构的普及，分布式锁的应用场景愈发广泛。特别是在双十一这样的高并发购物节期间，各大电商平台频繁面临库存超卖、重复下单等问题。例如，今年某知名电商平台在促销活动中因未妥善处理分布式锁机制，导致部分商品短时间内被恶意刷单，造成了数百万的经济损失。这一事件再次提醒我们，分布式锁不仅仅是理论上的技术难题，更是直接影响业务成败的关键环节。 从技术角度来看，Redis作为一种轻量级的分布式缓存解决方案，其性能优势毋庸置疑，但同时也存在一些潜在风险。例如，文章中提到的Lua脚本虽然能够保障原子性，但如果脚本编写不当，可能会引发意外行为。此外，过期时间的设置也需要权衡，过短可能导致频繁重试，增加系统负担；过长则可能造成死锁隐患。这些问题在实际生产环境中往往需要结合具体的业务场景进行调优。 值得注意的是，近年来分布式事务技术逐渐兴起，如Seata框架便试图从更高层次解决跨服务一致性问题。相比传统的分布式锁，这种方案减少了对单一存储引擎的依赖，同时提高了系统的容错能力。然而，它也带来了额外的学习成本和技术复杂度。因此，企业在选择技术方案时，应综合考虑团队技术水平、项目规模以及预算等因素。 此外，随着云原生理念深入人心，越来越多的企业开始采用Kubernetes等容器编排平台来管理分布式应用。在这种背景下，分布式锁的实现方式也迎来了新机遇。例如，可以通过CRD（Custom Resource Definition）自定义资源，将锁的状态信息存储于Etcd等分布式存储系统中，从而实现更灵活、更高效的锁管理。这类创新实践不仅提升了系统的可用性，也为开发者提供了更大的自由度。 总而言之，分布式锁作为分布式系统中的基石技术，其重要性不容忽视。无论是从技术选型还是架构设计的角度出发，我们都应保持敏锐的洞察力，紧跟行业趋势，不断优化现有方案，以适应快速变化的市场需求。

...tLock相关的底层实现 线程池的底层实现以及常见的参数 数据结构基本都问了一遍：链表、队列等 Java内存模型：常问的JVM分代模型，以及JDK1.8后的区别，最后还问了JVM相关的调优参数 分布式锁的实现比较技术 一面题目 自我介绍 擅长哪方面的技术？ java有哪些锁中类？（乐观锁&悲观锁、可重入锁&Synchronize等）。 比较重要的数据结构，如链表，队列，栈的基本原理及大致实现 J.U.C下的常见类的使用。Threadpool的深入考察；blockingQueue的使用 Java内存分代模型，GC算法，JVM常见的启动参数；CMS算法的过程。 Volatile关键字有什么用（包括底层原理） 线程池的调优策略 Spring cloud的服务注册与发现是怎么设计的？ 分布式系统的全局id如何实现 分布式锁的方案，redis和zookeeper那个好，如果是集群部署，高并发情况下那个性能更好。 1.2 Java中间件二面 技术二面考察范围： 问了项目相关的技术实现细节 数据库相关：索引、索引底层实现、mysql相关的行锁、表锁等 redis相关：架构设计、数据一致性问题 容器:容器的设计原理等技术 二面题目： 参与的项目，选一个，技术难度在哪里？ Collections.sort底层排序方式 负载均衡的原理设计模式与重构，谈谈你对重构的理解 谈谈redis相关的集群有哪些成熟方案？ 再谈谈一致hash算法（redis）？ 数据库索引，B+树的特性和建树过程 Mysql相关的行锁，表锁；乐观锁，悲观锁 谈谈多线程和并发工具的使用 谈谈redis的架构和组件 Redis的数据一致性问题（分布式多节点环境&单机环境） Docker容器 1.3 Java中间件三面 技术三面考察范围： 主要谈到了高并发的实现方案 以及中间件：redis、rocketmq、kafka等的架构设计思路 最后问了平时怎么提升技术的技术 三面题目 高并发情况下，系统是如何支撑大量的请求的？ 接着上面的问题，延伸到了中间件，kafka、redis、rocketmq、mycat等设计思路和适用场景等 最近上过哪些技术网站；最近再看那些书。 工作和生活中遇见最大的挑战，怎么去克服？ 未来有怎样的打算 1.4 Java中间件四面 最后，你懂的，主要就是HR走流程了，主要问了未来的职业规划。 02 头条Java后台3面 2.1 头条一面 讲讲jvm运行时数据库区 讲讲你知道的垃圾回收算法 jvm内存模型jmm 内存泄漏与内存溢出的区别 select、epool 的区别？底层的数据结构是什么？ mysql数据库默认存储引擎，有什么优点 优化数据库的方法，从sql到缓存到cpu到操作系统，知道多少说多少 什么情景下做分表，什么情景下做分库 linkedList与arrayList区别 适用场景 array list是如何扩容的 volatile 关键字的作用？Java 内存模型？ java lock的实现，公平锁、非公平锁 悲观锁和乐观锁，应用中的案例，mysql当中怎么实现，java中的实现 2.2 头条二面 Java 内存分配策略？ 多个线程同时请求内存，如何分配？ Redis 底层用到了哪些数据结构？ 使用 Redis 的 set 来做过什么？ Redis 使用过程中遇到什么问题？ 搭建过 Redis 集群吗？ 如何分析“慢查询”日志进行 SQL/索引 优化？ MySQL 索引结构解释一下？（B+ 树） MySQL Hash 索引适用情况？举下例子？ 2.3 头条三面 如何保证数据库与redis缓存一致的Redis 的并发竞争问题是什么？ 如何解决这个问题？ 了解 Redis 事务的 CAS 方案吗？ 如何保证 Redis 高并发、高可用？ Redis 的主从复制原理，以及Redis 的哨兵原理？ 如果让你写一个消息队列，该如何进行架构设计啊？说一下你的思路。 MySQL数据库主从同步怎么实现？ 秒杀模块怎么设计的，如何压测，抗压手段 03 今日头条Java后台研发三面 3.1 一面 concurrent包下面用过哪些？ countdownlatch功能实现 synchronized和lock区别，重入锁thread和runnable的区别 AtomicInteger实现原理(CAS自旋) java并发sleep与wait、notify与notifyAll的区别 如何实现高效的同步链表 java都有哪些加锁方式（synchronized、ReentrantLock、共享锁、读写锁等） 设计模式（工厂模式、单例模式（几种情况）、适配器模式、装饰者模式） maven依赖树，maven的依赖传递，循环依赖 3.2 二面 synchronized和reentrantLock的区别，synchronized用在代码快、方法、静态方法时锁的都是什么? 介绍spring的IOC和AOP，分别如何实现(classloader、动态代理)JVM的内存布局以及垃圾回收原理及过程 讲一下，讲一下CMS垃圾收集器垃圾回收的流程，以及CMS的缺点 redis如何处理分布式服务器并发造成的不一致OSGi的机制spring中bean加载机制，bean生成的具体步骤，ioc注入的方式spring何时创建- applicationContextlistener是监听哪个事件？ 介绍ConcurrentHashMap原理，用的是哪种锁，segment有没可能增大? 解释mysql索引、b树，为啥不用平衡二叉树、红黑树 Zookeeper如何同步配置 3.3 三面 Java线程池ThreadPoolEcecutor参数，基本参数，使用场景 MySQL的ACID讲一下，延伸到隔离级别 dubbo的实现原理，说说RPC的要点 GC停顿原因，如何降低停顿？ JVM如何调优、参数怎么调？ 如何用工具分析jvm状态（visualVM看堆中对象的分配，对象间的引用、是否有内存泄漏，jstack看线程状态、是否死锁等等） 描述一致性hash算法 分布式雪崩场景如何避免? 再谈谈消息队列 04 抖音Java 三面 4.1 一面： hashmap，怎么扩容，怎么处理数据冲突？ 怎么高效率的实现数据迁移？ Linux的共享内存如何实现，大概说了一下。 socket网络编程，说一下TCP的三次握手和四次挥手同步IO和异步IO的区别？ Java GC机制？GC Roots有哪些？ 红黑树讲一下，五个特性，插入删除操作,时间复杂度？ 快排的时间复杂度，最坏情况呢，最好情况呢，堆排序的时间复杂度呢，建堆的复杂度是多少 4.2 二面： 自我介绍，主要讲讲做了什么和擅长什么 设计模式了解哪些？ AtomicInteger怎么实现原子修改的？ ConcurrentHashMap 在Java7和Java8中的区别？ 为什么Java8并发效率更好？什么情况下用HashMap，什么情况用ConcurrentHashMap？ redis数据结构？ redis数据淘汰机制？ 4.3 三面（约五十分钟）： mysql实现事务的原理(MVCC) MySQL数据主从同步是如何实现的？ MySQL索引的实现，innodb的索引，b+树索引是怎么实现的，为什么用b+树做索引节点，一个节点存了多少数据，怎么规定大小，与磁盘页对应。 如果Redis有1亿个key，使用keys命令是否会影响线上服务？ Redis的持久化方式，aod和rdb，具体怎么实现，追加日志和备份文件，底层实现原理的话知道么? 遇到最大困难是什么？怎么克服？ 未来的规划是什么？ 你想问我什么？ 05 百度三面 5.1 百度一面 自我介绍 Java中的多态 为什么要同时重写hashcode和equals Hashmap的原理 Hashmap如何变线程安全，每种方式的优缺点 垃圾回收机制 Jvm的参数你知道的说一下 设计模式了解的说一下啊 手撕一个单例模式 手撕算法：反转单链表 手撕算法：实现类似微博子结构的数据结构，输入一系列父子关系，输出一个类似微博评论的父子结构图 手写java多线程 手写java的soeket编程，服务端和客户端 手撕算法： 爬楼梯，写出状态转移方程 智力题：时针分针什么时候重合 5.2 百度二面（现场） 自我介绍 项目介绍 服务器如何负载均衡，有哪些算法，哪个比较好，一致性哈希原理，怎么避免DDOS攻击请求打到少数机器。 TCP连接中的三次握手和四次挥手，四次挥手的最后一个ack的作用是什么，为什么要time wait，为什么是2msl。 数据库的备份和恢复怎么实现的，主从复制怎么做的，什么时候会出现数据不一致，如何解决。 Linux查看cpu占用率高的进程 手撕算法：给定一个数字三角形，找到从顶部到底部的最小路径和。每一步可以移动到下面一行的相邻数字上。 然后继续在这个问题上扩展 求出最短那条的路径 递归求出所有的路径 设计模式讲一下熟悉的 会不会滥用设计模式 多线程条件变量为什么要在while体里 你遇到什么挫折，怎么应对和处理 5.3 百度三面（现场） 自我介绍 项目介绍 Redis的特点 Redis的持久化怎么做，aof和rdb，有什么区别，有什么优缺点。 Redis使用哨兵部署会有什么问题，我说需要扩容的话还是得集群部署。 说一下JVM内存模型把，有哪些区，分别干什么的 说一下gc算法，分代回收说下 MySQL的引擎讲一下，有什么区别，使用场景呢 分布式事务了解么 反爬虫的机制，有哪些方式 06 蚂蚁中间件团队面试题 6.1 蚂蚁中间件一面： 自我介绍 JVM垃圾回收算法和垃圾回收器有哪些，最新的JDK采用什么算法。 新生代和老年代的回收机制。 讲一下ArrayList和linkedlist的区别，ArrayList与HashMap的扩容方式。 Concurrenthashmap1.8后的改动。 Java中的多线程，以及线程池的增长策略和拒绝策略了解么。 Tomcat的类加载器了解么 Spring的ioc和aop，Springmvc的基本架构，请求流程。 HTTP协议与Tcp有什么区别，http1.0和2.0的区别。 Java的网络编程，讲讲NIO的实现方式，与BIO的区别，以及介绍常用的NIO框架。 索引什么时候会失效变成全表扫描 介绍下分布式的paxos和raft算法 6.2 蚂蚁中间件二面 你在项目中怎么用到并发的。 消息队列的使用场景，谈谈Kafka。 你说了解分布式服务，那么你怎么理解分布式服务。 Dubbo和Spring Clound的区别，以及使用场景。 讲一下docker的实现原理，以及与JVM的区别。 MongoDB、Redis和Memcached的应用场景，各自优势 MongoDB有事务吗 Redis说一下sorted set底层原理 讲讲Netty为什么并发高，相关的核心组件有哪些 6.3 蚂蚁中间件三面 完整的画一个分布式集群部署图，从负载均衡到后端数据库集群。 分布式锁的方案，Redis和Zookeeper哪个好，如果是集群部署，高并发情况下哪个性能更好。 分布式系统的全局id如何实现。 数据库万级变成亿级，你如何来解决。 常见的服务器雪崩是由什么引起的，如何来防范。 异地容灾怎么实现 常用的高并发技术解决方案有哪些，以及对应的解决步骤。 07 京东4面(Java研发） 7.1 一面（基础面：约1小时） 自我介绍，主要讲讲做了什么和擅长什么 springmvc和spring-boot区别 @Autowired的实现原理 Bean的默认作用范围是什么？其他的作用范围？ 索引是什么概念有什么作用？MySQL里主要有哪些索引结构？哈希索引和B+树索引比较？ Java线程池的原理？线程池有哪些？线程池工厂有哪些线程池类型，及其线程池参数是什么？ hashmap原理，处理哈希冲突用的哪种方法？ 还知道什么处理哈希冲突的方法？ Java GC机制？GC Roots有哪些？ Java怎么进行垃圾回收的？什么对象会进老年代？垃圾回收算法有哪些？为什么新生代使用复制算法？ HashMap的时间复杂度？HashMap中Hash冲突是怎么解决的？链表的上一级结构是什么？Java8中的HashMap有什么变化？红黑树需要比较大小才能进行插入，是依据什么进行比较的？其他Hash冲突解决方式？ hash和B+树的区别？分别应用于什么场景？哪个比较好？ 项目里有个数据安全的，aes和md5的区别？详细点 7.2 二面（问数据库较多） 自我介绍 为什么MyISAM查询性能好？ 事务特性（acid） 隔离级别 SQL慢查询的常见优化步骤？ 说下乐观锁，悲观锁（select for update），并写出sql实现 TCP协议的三次握手和四次挥手过程？ 用到过哪些rpc框架 数据库连接池怎么实现 Java web过滤器的生命周期 7.3 三面（综合面；约一个小时） 自我介绍。 ConcurrentHashMap 在Java7和Java8中的区别？为什么Java8并发效率更好？什么情况下用HashMap，什么情况用ConcurrentHashMap？ 加锁有什么机制？ ThreadLocal？应用场景？ 数据库水平切分，垂直切分的设计思路和切分顺序 Redis如何解决key冲突 soa和微服务的区别？ 单机系统演变为分布式系统，会涉及到哪些技术的调整？请从前面负载到后端详细描述。 设计一个秒杀系统？ 7.4 四面（HR面） 你自己最大优势和劣势是什么 平时遇见过什么样的挑战，怎么去克服的 工作中遇见了技术解决不了的问题，你的应对思路？ 你的兴趣爱好？ 未来的职业规划是什么？ 08 美团java高级开发3面 8.1 美团一面 自我介绍 项目介绍 Redis介绍 了解redis源码么 了解redis集群么 Hashmap的原理，增删的情况后端数据结构如何位移 hashmap容量为什么是2的幂次 hashset的源码 object类你知道的方法 hashcode和equals 你重写过hashcode和equals么，要注意什么 假设现在一个学生类，有学号和姓名，我现在hashcode方法重写的时候，只将学号参与计算，会出现什么情况？ 往set里面put一个学生对象，然后将这个学生对象的学号改了，再put进去，可以放进set么？并讲出为什么 Redis的持久化？有哪些方式，原理是什么？ 讲一下稳定的排序算法和不稳定的排序算法 讲一下快速排序的思想 8.2 美团二面 自我介绍 讲一下数据的acid 什么是一致性 什么是隔离性 Mysql的隔离级别 每个隔离级别是如何解决 Mysql要加上nextkey锁，语句该怎么写 Java的内存模型，垃圾回收 线程池的参数 每个参数解释一遍 然后面试官设置了每个参数，给了是个线程，让描述出完整的线程池执行的流程 Nio和IO有什么区别 Nio和aio的区别 Spring的aop怎么实现 Spring的aop有哪些实现方式 动态代理的实现方式和区别 Linux了解么 怎么查看系统负载 Cpu load的参数如果为4，描述一下现在系统处于什么情况 Linux，查找磁盘上最大的文件的命令 Linux，如何查看系统日志文件 手撕算法：leeetcode原题 22，Generate Parentheses，给定 n 对括号，请- 写一个函数以将其生成新的括号组合，并返回所有组合结果。 8.3 美团三面（现场） 三面没怎么问技术，问了很多技术管理方面的问题 自我介绍 项目介绍 怎么管理项目成员 当意见不一致时，如何沟通并说服开发成员，并举个例子 怎么保证项目的进度 数据库的索引原理 非聚簇索引和聚簇索引 索引的使用注意事项 联合索引 从底层解释最左匹配原则 Mysql对联合索引有优化么？会自动调整顺序么？哪个版本开始优化？ Redis的应用 Redis的持久化的方式和原理 技术选型，一个新技术和一个稳定的旧技术，你会怎么选择，选择的考虑有哪些 说你印象最深的美团点评技术团队的三篇博客 最近在学什么新技术 你是怎么去接触一门新技术的 会看哪些书 怎么选择要看的书 最后 由于篇幅限制，小编在此截出几张知识讲解的图解，有需要的程序猿（媛）可以点赞后戳这里免费领取全部资料获取哦 子 怎么保证项目的进度 数据库的索引原理 非聚簇索引和聚簇索引 索引的使用注意事项 联合索引 从底层解释最左匹配原则 Mysql对联合索引有优化么？会自动调整顺序么？哪个版本开始优化？ Redis的应用 Redis的持久化的方式和原理 技术选型，一个新技术和一个稳定的旧技术，你会怎么选择，选择的考虑有哪些 说你印象最深的美团点评技术团队的三篇博客 最近在学什么新技术 你是怎么去接触一门新技术的 会看哪些书 怎么选择要看的书 最后 由于篇幅限制，小编在此截出几张知识讲解的图解，有需要的程序猿（媛）可以点赞后戳这里免费领取全部资料获取哦 [外链图片转存中…(img-SFREePIJ-1624074891834)] [外链图片转存中…(img-5kF3pkiC-1624074891834)] [外链图片转存中…(img-HDVXfOMR-1624074891835)] [外链图片转存中…(img-RyaAC5jy-1624074891836)] [外链图片转存中…(img-iV32C5Ok-1624074891837)] 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_57285325/article/details/118051767。 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。

一、引言 在分布式系统中，ZooKeeper是一个非常重要且实用的组件，它主要用于解决分布式环境中的各种问题。然而，在实际操作时，咱们免不了会遇到些磕磕绊绊的情况，比如数据写不进去啦这些小插曲。本文将探讨这些问题的可能原因，并提供相应的解决方案。 二、数据写入失败的原因分析 1. 权限问题 ZooKeeper是基于角色的访问控制模型，这意味着每个节点都有其特定的角色和权限。当用户想对某个节点动手脚，比如写入点啥信息，但权限不够的话，那这个数据就甭想顺利写进去了，肯定失败没商量。比如说，假如你心血来潮想要改个只读节点上的数据，放心好了，系统可不会让你轻易得逞，它会毫不客气地抛给你一个“权限不足”的错误提示，意思是“没门儿，你没权利这么做”。 java Stat stat = zk.exists("/path/to/node", false); if (stat == null) { // Node does not exist } else if (!zk.hasAdminAccess("/path/to/node")) { // User does not have admin access to the node System.out.println("Failed to modify node, insufficient permissions"); } 2. 磁盘空间不足 如果ZooKeeper服务所在的服务器的磁盘空间不足，那么写入新的数据就可能会失败。这是因为每当ZooKeeper进行一次写操作时，它都会像咱们给文件命名个新版本号一样，创建一个新的版本标识。想象一下，如果我们的磁盘空间快见底了，那自然也就没地方再放这些不断更新、不断增加的版本号啦。 3. 数据冲突 ZooKeeper的数据是有序的，这意味着如果有多个客户端同时尝试更新同一个节点的数据，那么ZooKeeper会选择其中的一个进行写入，其他的所有写操作都会被忽略。但是，如果这些客户端之间存在数据冲突，那么写入操作就可能会失败。 三、解决数据写入失败的方法 1. 检查权限 首先，你需要确保你有足够的权限来进行写操作。你可以使用hasAdminAccess()方法来检查你的权限。 java Stat stat = zk.exists("/path/to/node", false); if (stat == null) { // Node does not exist } else if (!zk.hasAdminAccess("/path/to/node")) { // User does not have admin access to the node System.out.println("Failed to modify node, insufficient permissions"); } 2. 增加磁盘空间 其次，你需要确保ZooKeeper服务所在的服务器有足够的磁盘空间。你可以通过增加硬盘容量或者清理不必要的文件来增加磁盘空间。 3. 解决数据冲突 最后，你需要解决数据冲突的问题。你可以通过调整并发度或者使用更复杂的锁机制来避免数据冲突。比如，你能够像用一把保险锁（就像互斥锁那样）来确保同一时间只有一个客户端能对节点数据进行修改，这样就实现了安全更新。 四、结论 总的来说，数据写入失败可能是由于权限问题、磁盘空间不足或数据冲突等原因造成的。对于这些问题，我们需要分别采取相应的措施来解决。记住了啊，真正搞明白这些问题，并妥善处理它们，就能让我们更溜地驾驭ZooKeeper这个超级强大的工具，让它发挥出更大的作用。

在分布式系统领域，数据一致性问题一直是科研人员和技术团队关注的焦点。近期，Google发表了一篇关于其最新分布式数据库Spanner的研究论文，深入探讨了如何在大规模全球部署的环境中实现外部一致性和严格的事务处理。Spanner不仅实现了ACID特性，还创新性地引入了TrueTime API以解决跨数据中心的数据同步难题，这为业界解决分布式节点间数据不一致提供了全新的思路。 此外，随着区块链技术的发展与应用，其通过共识算法确保分布式账本中数据的一致性也引起了广泛关注。例如，以太坊2.0采用的Casper FFG共识机制，以及正在研发中的Rollups技术，都在尝试从不同角度来优化分布式环境下的数据一致性问题。 在国内，阿里巴巴达摩院也在该领域取得了一系列进展。他们提出的“时间戳排序并发控制”（TSO）技术和“PaxosStore”分布式存储系统，有效提升了分布式数据库的数据一致性保障能力，并已在集团内部和阿里云上得到广泛应用。 综上所述，无论是传统分布式数据库的优化升级，还是新兴区块链技术的探索实践，都显示出业界对分布式节点间数据一致性的高度重视。未来，随着5G、物联网等新技术推动下更大规模分布式系统的涌现，如何在保证性能的同时确保数据一致性，将成为技术研发的重要方向。

...后，我们进一步了解到并发编程中的同步机制对于保证程序正确性和性能的重要性。实际上，Go语言标准库中的sync包提供了多种同步原语，如sync.Mutex、sync.RWMutex、sync.WaitGroup等，它们分别适用于不同的并发场景，满足不同级别的数据共享和同步需求。 近期，Go团队在并发控制方面持续进行优化和完善。例如，在Go 1.15版本中引入了sync.Map作为并发安全的映射类型，它特别适合于高并发环境下读多写少的场景。此外，社区也在积极探索新的并发模型，如基于CSP（Communicating Sequential Processes）理论的channel通信机制在实际项目中的深度应用。 另外，值得一提的是，随着云原生和微服务架构的发展，如何在分布式系统中实现跨进程乃至跨机器的数据共享也成为了开发者关注的重点。在这种背景下，诸如分布式锁、Consul等工具和服务应运而生，它们与Go语言中的并发控制机制相结合，为构建复杂且健壮的并发系统提供了有力支持。 总之，理解并熟练运用Go语言的并发特性，结合具体应用场景选择合适的同步策略，并时刻关注最新的并发编程实践和发展动态，是每一位Go开发者提升技术水平、保障系统稳定的关键所在。

...emcache多线程环境下的锁机制冲突及其解决方案后，我们发现随着技术的发展和分布式系统的复杂性日益增加，对高效、安全的并发控制策略的需求更为迫切。近期，为了解决类似问题并提升性能，一些新型缓存系统如Redis等开始采用更先进的锁机制。 例如，Redis提供了多种类型的分布式锁实现，包括基于SETNX命令实现的基本分布式锁，以及使用Lua脚本实现的Redlock算法，这种算法通过在多个Redis节点上获取锁以提高容错性和安全性。另外，还有乐观锁（Optimistic Locking）的设计理念也被越来越多地应用于现代缓存服务中，它假设并发访问一般情况下不会发生冲突，仅在更新数据时检查是否发生并发修改，从而降低锁带来的性能开销。 此外，云原生时代的容器化与微服务架构也对缓存系统的并发控制提出了新的挑战。Kubernetes等容器编排平台上的应用实例可能随时扩缩容，这要求缓存服务不仅要处理好内部的多线程同步问题，还要适应外部动态环境的变化。因此，诸如具有更强一致性保证的CRDT（Conflict-free Replicated Data Types）数据结构的研究与应用也在不断推进，旨在提供一种更为灵活且能应对网络分区的分布式锁方案。 综上所述，理解并妥善处理Memcache乃至更多现代缓存系统中的锁机制冲突，是构建高性能、高可用分布式系统的基石，而紧跟技术发展趋势，关注相关领域的最新研究成果与实践案例，将有助于我们在实际工作中更好地解决此类问题。

...，Redis由于其高并发、低延迟的特性，常被用于实现服务之间的快速交互，如Redisson提供了Java客户端，方便在分布式环境中进行数据同步和事件驱动。 然而，微服务环境下，Redis的使用也面临一些挑战。首先，数据一致性问题，尤其是在分布式环境下的数据复制和故障转移，需要细致的设计和管理。其次，随着服务数量的增长，Redis的资源管理和性能优化成为关键，如何在保证服务质量的同时避免内存泄露或过度消耗是运维者必须面对的问题。 此外，Redis的高可用性和扩展性也是微服务架构中的关注点。许多企业采用Sentinel或AOF持久化策略，以及集群模式，以应对大规模服务的部署需求。同时，Redis的高级特性如管道、事务等，也需要开发者熟练掌握以提高代码效率。 总的来说，Redis在微服务领域既是一把双刃剑，既能加速服务间的协作，也可能带来新的复杂性。理解并有效利用Redis，结合微服务的最佳实践，是每个技术团队在追求高性能和可扩展性道路上的重要课题。

...ucene构建的开源分布式搜索引擎）发布了7.15版本，其中对索引并发控制和数据一致性问题提供了更强大的支持。新版本引入了改进的乐观并发控制机制，允许用户在更新文档时指定一个预期的版本号，从而有效地防止因并发写入导致的数据冲突，与Lucene中的异常处理策略形成互补。 同时，在数据密集型场景下，如何优化全文搜索引擎以适应高并发、大数据量的挑战也引起了广泛关注。有研究者结合分布式系统理论与实际业务场景，提出了基于分布式锁及队列服务等技术手段，来确保在多节点环境下进行索引操作时的一致性。例如，利用ZooKeeper或Redis等中间件实现分布式锁服务，可以为大规模部署的Lucene/Elasticsearch集群提供更为稳健的并发控制方案。 此外，对于文档唯一性要求极高的应用场景，如记录日志、订单跟踪等，业界正积极探索区块链技术与全文搜索技术的融合，通过区块链的去中心化和不可篡改特性强化文档标识符的唯一性管理，这为解决DocumentAlreadyExistsException等问题提供了全新的思路和可能的解决方案。 综上所述，随着技术和应用的发展，针对全文检索过程中可能出现的“DocumentAlreadyExistsException”这类问题，我们不仅可以通过深入理解Lucene的内在机制来有效规避，还可以结合最新的研究成果和技术趋势，持续优化我们的系统设计和实现策略，从而提升全文检索服务的稳定性和用户体验。

...数据技术的飞速发展，分布式系统管理工具的重要性日益凸显。Zookeeper作为其中的关键组件，不断优化升级以适应大规模、高并发的现代数据中心环境。 例如，Apache Zookeeper 3.7版本引入了一系列性能改进和稳定性增强功能，如提升会话管理和数据节点操作的效率，降低由于网络延迟或故障导致的“无法访问数据节点”等错误的可能性。同时，社区也在积极探索如何结合Kubernetes等容器编排平台，实现更灵活高效的Zookeeper集群部署与运维。 此外，为了帮助开发者更好地理解和掌握Zookeeper的工作机制，众多行业专家和开源社区成员撰写了大量深入解读文章和技术博客，详尽剖析了Zookeeper在一致性保证、分布式锁服务、集群选主等方面的内部原理，并结合实例阐述如何避免和解决实践中可能遇到的各种问题，为构建健壮、稳定的分布式应用提供了有力支持。 因此，在应对“无法访问数据节点”这类常见问题的同时，我们建议读者持续跟踪Apache Zookeeper的最新进展，研读相关的深度解析文章，积极参与社区讨论，以便不断提升自身在分布式系统开发和维护方面的专业能力。

...Cassandra中实现分布式锁：深入实践与代码示例 1. 引言 当我们面对高并发的分布式系统时，保证数据的一致性和操作的原子性成为了一项至关重要的挑战。分布式锁，就是解决这个问题的神器之一。想象一下，在一个有很多节点的大环境里，它能确保同一时刻只有一个节点能够独享执行某个特定操作的权利，就像一个严格的交通警察，只允许一辆车通过路口一样。虽然Redis、ZooKeeper这些家伙在处理分布式锁这事上更常见一些，不过Apache Cassandra这位NoSQL数据库界的扛把子，扩展性超强、一致性牛哄哄的，它同样也能妥妥地支持分布式锁的功能，一点儿也不含糊。这篇文章会手把手带你玩转Cassandra，教你如何机智地用它来搭建分布式锁，并且通过实实在在的代码实例，一步步展示我们在实现过程中的脑洞大开和实战心得。 2. 利用Cassandra的数据模型设计分布式锁 首先，我们需要理解Cassandra的数据模型特点，它基于列族存储，具有天然的分布式特性。对于分布式锁的设计，我们可以创建一个专门的表来模拟锁的存在状态： cql CREATE TABLE distributed_lock ( lock_id text, owner text, timestamp timestamp, PRIMARY KEY (lock_id) ) WITH default_time_to_live = 60; 这里，lock_id表示要锁定的资源标识，owner记录当前持有锁的节点信息，timestamp用于判断锁的有效期。设置TTL（Time To Live）这玩意儿，其实就像是给一把锁定了个“保质期”，为的是防止出现死锁这么个尴尬情况。想象一下，某个节点正握着一把锁，结果突然嗝屁了还没来得及把锁解开，这时候要是没个机制在一定时间后自动让锁失效，那不就僵持住了嘛。所以呢，这个TTL就是来扮演救场角色的，到点就把锁给自动释放了。 3. 使用Cassandra实现分布式锁的基本逻辑 为了获取锁，一个节点需要执行以下步骤： 1. 尝试插入锁定记录 - 使用INSERT IF NOT EXISTS语句尝试向distributed_lock表中插入一条记录。 cql INSERT INTO distributed_lock (lock_id, owner, timestamp) VALUES ('resource_1', 'node_A', toTimestamp(now())) IF NOT EXISTS; 如果插入成功，则说明当前无其他节点持有该锁，因此本节点获得了锁。 2. 检查插入结果 - Cassandra的INSERT语句会返回一个布尔值，指示插入是否成功。只有当插入成功时，节点才认为自己成功获取了锁。 3. 锁维护与释放 - 节点在持有锁期间应定期更新timestamp以延长锁的有效期，避免因超时而被误删。 - 在完成临界区操作后，节点通过DELETE语句释放锁： cql DELETE FROM distributed_lock WHERE lock_id = 'resource_1'; 4. 实际应用中的挑战与优化 然而，在实际场景中，直接使用上述简单方法可能会遇到一些挑战： - 竞争条件：多个节点可能同时尝试获取锁，单纯依赖INSERT IF NOT EXISTS可能导致冲突。 - 网络延迟：在网络分区或高延迟情况下，一个节点可能无法及时感知到锁已被其他节点获取。 为了解决这些问题，我们可以在客户端实现更复杂的算法，如采用CAS（Compare and Set）策略，或者引入租约机制并结合心跳维持，确保在获得锁后能够稳定持有并最终正确释放。 5. 结论与探讨 虽然Cassandra并不像Redis那样提供了内置的分布式锁API，但它凭借其强大的分布式能力和灵活的数据模型，仍然可以通过精心设计的查询语句和客户端逻辑实现分布式锁功能。当然，在真实生产环境中，实施这样的方案之前，需要充分考虑性能、容错性以及系统的整体复杂度。每个团队会根据自家业务的具体需求和擅长的技术工具箱，挑选出最合适、最趁手的解决方案。就像有时候，面对复杂的协调难题，还不如找一个经验丰富的“老司机”帮忙，比如用那些久经沙场、深受好评的分布式协调服务，像是ZooKeeper或者Consul，它们往往能提供更加省时省力又高效的解决之道。不过，对于已经深度集成Cassandra的应用而言，直接在Cassandra内实现分布式锁也不失为一种有创意且贴合实际的策略。

...过ZooKeeper实现分布式任务调度功能？ 1. 引言 在大规模分布式系统中，任务调度是一项至关重要的功能。它负责协调各个节点，确保任务按照预定的策略高效、准确地执行。ZooKeeper这哥们儿，可不得了，它是个超级靠谱的分布式协调小能手。它的强项在于那坚如磐石的数据一致性保障，还有那灵活得像猫一样的监听机制，这就使得它在分布式任务调度的世界里，混得那是风生水起，被广泛应用得不要不要的。 想象一下，你正在运营一个由众多服务器组成的集群，需要在这片“丛林”中合理安排和调度各种任务。这时，ZooKeeper就如同一位智慧的向导，指引着我们如何构建一套稳定且高效的分布式任务调度系统。 2. ZooKeeper的核心功能与原理 （1）数据一致性：ZooKeeper使用ZAB协议（ZooKeeper Atomic Broadcast）保证了数据的一致性，这意味着所有客户端看到的数据视图都是最新的，并且是全局一致的。 （2）临时节点与监听器：ZooKeeper支持创建临时节点，当创建节点的客户端会话断开时，该节点会自动删除。同时呢，ZooKeeper这个小家伙还支持客户端给任何一个节点挂上Watcher监听器，这样一来，一旦这个节点状态有啥风吹草动，嘿，ZooKeeper可就立马通知所有对这个节点保持关注的客户端们了。 这些特性使得ZooKeeper成为分布式任务调度的理想选择，任务可以以临时节点的形式存在，而任务调度器通过监听节点变化来实时获取并分配任务。 3. 使用ZooKeeper实现分布式任务调度 3.1 创建任务队列 首先，我们可以利用ZooKeeper创建一个持久化或临时的ZNode作为任务队列。例如： java ZooKeeper zk = new ZooKeeper("zk_server:port", sessionTimeout, this); String taskQueuePath = "/task_queue"; zk.create(taskQueuePath, "".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); 3.2 添加任务 当有新的任务需要调度时，将其转化为JSON格式或其他可序列化的形式，然后作为子节点添加到任务队列中，创建为临时有序节点： java String taskId = "task_001"; byte[] taskData = serializeTask(new TaskInfo(...)); // 序列化任务信息 String taskPath = taskQueuePath + "/" + taskId; zk.create(taskPath, taskData, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); 3.3 监听任务节点变化 任务调度器在启动时，会在任务队列节点上设置一个Watcher监听器，当有新任务加入或者已有任务完成（节点被删除）时，都能收到通知： java zk.exists(taskQueuePath, new Watcher() { @Override public void process(WatchedEvent event) { if (event.getType() == EventType.NodeChildrenChanged) { List tasks = zk.getChildren(taskQueuePath, true); // 获取当前待处理的任务列表 // 根据任务优先级、顺序等策略，从tasks中选取一个任务进行调度 } } }); 3.4 分配与执行任务 根据监听到的任务列表，任务调度器会选择合适的任务分配给空闲的工作节点。工作节点接收到任务后，开始执行任务，并在完成后删除对应的ZooKeeper节点。 这样，通过ZooKeeper的协助，我们成功实现了分布式任务调度系统的构建。每个步骤都超级灵活、充满活力，能像变形金刚那样，随着集群的大小变化或者任务需求的起起伏伏，始终保持超高的适应能力和稳定性，妥妥地hold住全场。 4. 总结与探讨 ZooKeeper以其强大的协调能力，让我们得以轻松应对复杂的分布式任务调度场景。不过在实际动手操作的时候，咱们还得多琢磨琢磨怎么对付错误、咋整并发控制这些事儿，这样才能让调度的效率和效果噌噌往上涨，达到更理想的优化状态。另外，面对不同的业务应用场景，我们可能需要量身定制任务分配的策略。这就意味着，首先咱们得把ZooKeeper摸透、吃熟，然后结合实际业务的具体逻辑，进行一番深度的琢磨和探究，这样才能玩转起来！就像冒险家在一片神秘莫测的丛林里找寻出路，我们也是手握ZooKeeper这个强大的指南针，在分布式任务调度这片“丛林”中不断尝试、摸爬滚打，努力让我们的解决方案更加完善、无懈可击。

...普及，对高效、灵活的分布式协调服务需求日益增强，而ZooKeeper作为其中的关键组件，其负载均衡策略也在持续优化升级。 例如，在Kubernetes等容器编排系统中，研究人员正尝试将ZooKeeper与Service Mesh结合，利用Istio等服务网格工具实现更智能的流量管理和节点负载均衡，以适应瞬息万变的应用场景和大规模集群环境。这种新的融合方案能够更好地处理网络延迟问题，通过精细化控制请求路由，显著提升系统的稳定性和性能表现。 此外，学术界也不断有新的研究成果涌现，比如改进的基于ZooKeeper的动态负载均衡算法，这类算法能实时响应系统负载变化，有效避免热点现象，提高资源利用率。同时，对于如何在大规模分布式系统中保障数据一致性与正确性的问题，一些学者提出借助Raft等一致性协议强化ZooKeeper的数据管理能力，从而在高并发场景下也能确保节点负载信息的准确更新与传播。 综上所述，随着技术的不断发展和应用场景的拓展，ZooKeeper节点负载均衡策略的研究与实践正逐步走向精细化、智能化。对于广大开发者而言，紧跟这些前沿动态，不仅有助于提升现有系统的性能与稳定性，更能为未来设计和构建更为复杂且高效的分布式系统奠定坚实基础。

...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。

...ingCloud作为实现微服务架构的一种框架，提供了服务治理、配置中心等功能。 分布式锁 , 分布式锁是一种在分布式系统或网络环境中用于控制共享资源访问的同步机制。在一个微服务架构中，由于服务分布在不同的节点上，当多个服务需要同时访问同一资源时，分布式锁能够确保同一时间只有一个服务可以操作该资源，从而避免并发问题，维护数据的一致性。例如，文中提到使用Redisson组件结合Redis实现基于Redis的分布式锁。 死锁 , 死锁是操作系统或并发编程中的一种状态，指的是两个或多个进程（在本文语境下指服务）因争夺资源而造成的一种僵局，其中每个进程都占有对方所需的一部分资源并等待对方释放已占有的资源，因此导致所有进程都无法继续执行。在分布式锁场景下，如果服务A持有锁L1并请求锁L2，同时服务B持有锁L2并请求锁L1，就会形成一个循环等待，即发生了死锁，使得整个系统陷入停滞状态。 Redisson , Redisson是一个高性能的Java客户端库，用于与Redis服务器交互，提供了丰富的数据结构支持以及分布式的Java对象模型。在本文中，Redisson被用来实现基于Redis的分布式锁服务，其RLock接口提供了获取、释放锁的功能，帮助开发者更方便地管理分布式环境下的并发控制。 公平锁 , 公平锁是一种特殊的锁，在多个线程请求同一个锁时，按照请求的顺序进行排队，先请求的线程优先获得锁。在分布式环境下，公平锁确保了所有服务获取锁的机会均等，减少了因为抢占锁顺序导致的死锁可能性。文中提及可以通过Redisson提供的FairLock来实现全局排序规则，以预防死锁的发生。

...更应关注其在实际生产环境中的最新应用与发展动态。近期，随着云原生技术的日益普及和微服务架构的广泛应用，Etcd作为Kubernetes等容器编排系统的核心组件，其稳定性和性能表现愈发受到业界重视。 2022年，CoreOS团队在Etcd v3.5版本中引入了一系列改进和新特性，包括增强监控指标、优化日志输出以及提高集群稳定性。例如，新的监控接口提供了更详尽的数据粒度，便于运维人员及时发现并解决问题；同时，通过集成OpenTelemetry标准，Etcd能够更好地与其他主流追踪系统协同工作，实现对分布式系统的全链路监控。 此外，针对大规模部署场景下的性能挑战，社区也推出了一些创新性的解决方案，如使用etcd-metrics-proxy进行中间件代理以减轻Prometheus直接抓取Etcd数据的压力，并通过调整Raft算法参数以适应特定业务场景的读写需求。 为了进一步提升Etcd在故障排查及性能调优方面的实践指导，不少专家和博客作者分享了基于真实案例的深度分析文章，从实战角度剖析如何有效运用Etcd的内置诊断工具进行问题定位，以及如何借助压力测试工具模拟极端情况，确保Etcd在高并发场景下的高效稳定运行。 总之，在持续演进的云计算领域，Etcd作为关键基础设施的重要一环，其监视与诊断能力的发展和完善将直接影响到整个微服务体系的健壮性与可靠性。对于技术人员而言，紧跟Etcd的最新技术和最佳实践，无疑有助于构建和维护更加稳健高效的分布式系统。

...来越多的企业开始关注分布式系统的可靠性和效率。在这方面，Etcd作为一款高性能的分布式键值存储系统，正逐渐成为开发者和运维人员的首选工具。最近的一个典型案例来自某知名电商公司，他们通过引入Etcd实现了跨数据中心的库存同步管理，显著提升了系统的可用性和响应速度。这一成功实践不仅证明了Etcd在高并发场景下的稳定性，也展示了其在大规模分布式系统中的广泛应用前景。 与此同时，Etcd社区也在不断迭代更新，最新版本已支持更多高级特性，例如更高效的压缩算法和更强的安全加密机制。这些改进使得Etcd在面对日益复杂的分布式环境时更具竞争力。值得一提的是，国内某大型云计算服务商近日宣布将全面支持Etcd 3.x系列，并计划在未来几个月内推出基于Etcd的托管服务，为企业用户提供更加便捷的部署和管理体验。 此外，关于分布式事务管理的话题，近期有专家指出，尽管Etcd提供了强大的工具集，但在实际应用中仍需谨慎对待事务的粒度和范围。过细的事务划分可能导致性能瓶颈，而过于粗略的设计则可能引发数据不一致的风险。因此，在设计分布式事务时，需要综合考虑业务逻辑、系统规模以及硬件资源等因素，制定合理的策略。 最后，回顾历史，我们可以发现，无论是早期的ZooKeeper还是如今的Etcd，这类分布式协调服务始终伴随着分布式计算的发展而演进。正如《分布式系统设计》一书中提到的：“分布式系统的设计是一门艺术，它要求我们在灵活性与可靠性之间找到平衡。”未来，随着5G、物联网等新技术的兴起，分布式系统的复杂性将进一步增加，而像Etcd这样的工具无疑将在其中扮演越来越重要的角色。

... 和 lpop 可以实现消息队列(队尾进队头出)，但是消费者需要不停地调用 lpop 查看 List 中是否有等待处理的消息(比如写一个 while 循环)。 为了减少通信的消耗，可以 sleep()一段时间再消费，但是会有两个问题: 1、如果生产者生产消息的速度远大于消费者消费消息的速度，List 会占用大量的内存。 2、消息的实时性降低。 list 还提供了一个阻塞的命令:blpop，没有任何元素可以弹出的时候，连接会被阻塞。 基于 list 实现的消息队列，不支持一对多的消息分发。 1.2 发布订阅模式 除了通过 list 实现消息队列之外，Redis 还提供了一组命令实现发布/订阅模式。 这种方式，发送者和接收者没有直接关联(实现了解耦)，接收者也不需要持续尝试获取消息。 1.2.1 订阅频道 首先，我们有很多的频道(channel)，我们也可以把这个频道理解成 queue。订阅者可以订阅一个或者多个频道。消息的发布者(生产者)可以给指定的频道发布消息。只要有消息到达了频道，所有订阅了这个频道的订阅者都会收到这条消息。 需要注意的注意是，发出去的消息不会被持久化，因为它已经从队列里面移除了，所以消费者只能收到它开始订阅这个频道之后发布的消息。 下面我们来看一下发布订阅命令的使用方法。 订阅者订阅频道：可以一次订阅多个，比如这个客户端订阅了 3 个频道。 subscribe channel-1 channel-2 channel-3 发布者可以向指定频道发布消息(并不支持一次向多个频道发送消息): publish channel-1 2673 取消订阅(不能在订阅状态下使用): unsubscribe channel-1 1.2.2 按规则(Pattern)订阅频道 支持 ?和 占位符。? 代表一个字符， 代表 0 个或者多个字符。 消费端 1，关注运动信息: psubscribe sport 消费端 2，关注所有新闻: psubscribe news 消费端 3，关注天气新闻: psubscribe news-weather 生产者，发布 3 条信息 publish news-sport yaoming publish news-music jaychou publish news-weather rain 2、Redis 事务 2.1 为什么要用事务 我们知道 Redis 的单个命令是原子性的(比如 get set mget mset)，如果涉及到多个命令的时候，需要把多个命令作为一个不可分割的处理序列，就需要用到事务。 例如我们之前说的用 setnx 实现分布式锁，我们先 set，然后设置对 key 设置 expire， 防止 del 发生异常的时候锁不会被释放，业务处理完了以后再 del，这三个动作我们就希望它们作为一组命令执行。 Redis 的事务有两个特点: 1、按进入队列的顺序执行。 2、不会受到其他客户端的请求的影响。 Redis 的事务涉及到四个命令:multi(开启事务)，exec(执行事务)，discard (取消事务)，watch(监视) 2.2 事务的用法 案例场景:tom 和 mic 各有 1000 元，tom 需要向 mic 转账 100 元。tom 的账户余额减少 100 元，mic 的账户余额增加 100 元。 通过 multi 的命令开启事务。事务不能嵌套，多个 multi 命令效果一样。 multi 执行后，客户端可以继续向服务器发送任意多条命令，这些命令不会立即被执行，而是被放到一个队列中，当 exec 命令被调用时，所有队列中的命令才会被执行。 通过 exec 的命令执行事务。如果没有执行 exec，所有的命令都不会被执行。如果中途不想执行事务了，怎么办? 可以调用 discard 可以清空事务队列，放弃执行。 2.3 watch命令 在 Redis 中还提供了一个 watch 命令。 它可以为 Redis 事务提供 CAS 乐观锁行为(Check and Set / Compare and Swap)，也就是多个线程更新变量的时候，会跟原值做比较，只有它没有被其他线程修改的情况下，才更新成新的值。 我们可以用 watch 监视一个或者多个 key，如果开启事务之后，至少有一个被监视 key 键在 exec 执行之前被修改了，那么整个事务都会被取消(key 提前过期除外)。可以用 unwatch 取消。 2.4 事务可能遇到的问题 我们把事务执行遇到的问题分成两种，一种是在执行 exec 之前发生错误，一种是在执行 exec 之后发生错误。 2.4.1 在执行 exec 之前发生错误 比如：入队的命令存在语法错误，包括参数数量，参数名等等(编译器错误)。 在这种情况下事务会被拒绝执行，也就是队列中所有的命令都不会得到执行。 2.4.2 在执行 exec 之后发生错误 比如，类型错误，比如对 String 使用了 Hash 的命令，这是一种运行时错误。 最后我们发现 set k1 1 的命令是成功的，也就是在这种发生了运行时异常的情况下， 只有错误的命令没有被执行，但是其他命令没有受到影响。 这个显然不符合我们对原子性的定义，也就是我们没办法用 Redis 的这种事务机制来实现原子性，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。

...a 17版本，其中对并发编程的支持有了显著提升。新版本引入了Actor模型的改进版——JSR 4204，使得Java开发者能够更轻松地构建无状态、无并发问题的分布式系统。 此外，Java 17引入了JEP 395，即“Coroutines for the Java Virtual Machine”，这允许程序员在单线程环境中编写异步代码，提高了代码的简洁性和可读性。Coroutine技术结合了轻量级线程和协程的优点，使得Java程序员能更好地处理高并发场景下的任务切换。 对于线程池管理，Java 17也提供了新的优化，如对线程池大小动态调整的支持，有助于在保证系统性能的同时避免资源浪费。而Java社区对于并行计算和GPU加速的探索也在不断深入，例如Project Loom计划中的ZGC垃圾收集器，旨在提供更好的线程安全性与性能。 同时，随着微服务架构的流行，Java并发编程的挑战也转向了如何设计和管理复杂的分布式系统。研究者们正在探索如何在分布式环境中实现高效的线程通信，如零拷贝、低延迟网络编程等。 总的来说，Java多线程技术的发展不仅体现在语言层面的更新，更在于如何帮助开发者解决实际问题，提高系统的并发性能和可扩展性。无论是企业级应用开发还是新兴技术领域，Java的并发编程能力都将发挥关键作用。

...ait和notify实现线程同步的银行账户模型后，我们可以进一步探讨现代并发编程中的其他高级同步机制及其在实际场景中的应用。例如，Java 5引入了java.util.concurrent包，其中提供了多种高效的并发工具类，如Semaphore（信号量）、ReentrantLock（可重入锁）以及BlockingQueue（阻塞队列），它们为复杂多线程环境下的资源控制提供了更强大的支持。 具体来说，在银行账户模型中，如果考虑更多的并发操作，如转账交易，那么显式锁（如ReentrantLock）可以提供更细粒度的控制，允许公平锁、非公平锁的选择，并且具备tryLock等灵活方法，以增强系统的响应能力和处理能力。另外，通过结合使用BlockingQueue，可以构建出生产者消费者模式，有效解决线程间数据交换的问题，确保存款请求与取款请求按照先进先出（FIFO）或其他策略有序进行处理。 同时，随着JDK版本的更新，Java内存模型（JMM）的完善以及对原子变量类（AtomicInteger、AtomicLong等）的支持，使得我们能够更好地理解和利用这些底层机制优化并行计算性能，降低死锁概率，提高系统整体并发效率。 此外，对于分布式系统中的银行账户模型，还可以研究分布式锁服务（如Redis或ZooKeeper提供的分布式锁机制），以应对集群环境下多个节点间的并发控制挑战，确保全局一致性。 综上所述，尽管基于wait和notify的经典线程同步方式在特定场合下依然适用，但不断发展的Java并发库为我们提供了更多与时俱进、更为高效且功能丰富的工具，帮助开发者构建更为稳健且高性能的并发程序。