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Redis的数据同步机制 1. Redis数据同步机制概述 大家好，今天我们要聊聊Redis中的一个非常重要的部分——数据同步机制。作为一个超级喜欢研究数据库技术的人，我经常琢磨在分布式系统里怎么才能让数据又一致又靠谱。Redis可真是个处理大数据和高并发的高手，特别是在数据同步这方面，它的重要性不言而喻。它不仅关乎数据的安全性，还直接影响着系统的可用性和性能。 那么，什么是数据同步机制呢？简单来说，就是当主节点上的数据发生变化时，如何将这些变化同步到其他节点，从而保证所有节点的数据一致性。这听上去好像只是简单地复制一下，但实际上背后藏着不少复杂的机制和技术细节呢。 2. 主从复制 在Redis中，最基础也是最常用的一种数据同步机制就是主从复制（Master-Slave Replication）。你可以这么理解这种机制：就像是有个老大（Master）专门处理写入数据的活儿，而其他的小弟（Slave）们则主要负责读取和备份这些数据。 2.1 基本原理 假设我们有一个主节点和两个从节点，当主节点接收到一条写入命令时，它会将这条命令记录在一个称为“复制积压缓冲区”（Replication Buffer）的特殊内存区域中。然后，主节点会异步地将这个命令发送给所有的从节点。从节点收到命令后，会将其应用到自己的数据库中，以确保数据的一致性。 2.2 代码示例 让我们来看一个简单的代码示例，首先启动一个主节点： bash redis-server --port 6379 接着，启动两个从节点，分别监听不同的端口： bash redis-server --slaveof 127.0.0.1 6379 --port 6380 redis-server --slaveof 127.0.0.1 6379 --port 6381 现在，如果你向主节点写入一条数据，比如： bash redis-cli -p 6379 set key value 这条数据就会被同步到两个从节点上。你可以通过以下命令验证： bash redis-cli -p 6380 get key redis-cli -p 6381 get key 你会发现，两个从节点都正确地收到了这条数据。 3. 哨兵模式 哨兵模式（Sentinel Mode）是Redis提供的另一种高可用解决方案。它的主要功能就是在主节点挂掉后，自动选出一个新老大，并告诉所有的小弟们赶紧换队长。这使得Redis能够更好地应对单点故障问题。 3.1 工作原理 哨兵模式由一组哨兵实例组成，它们负责监控Redis实例的状态。当哨兵发现主节点挂了，就会用Raft算法选出一个新老大，并告诉所有的小弟们赶紧更新配置信息。这个过程是自动完成的，无需人工干预。 3.2 代码示例 要启用哨兵模式，需要先配置哨兵实例。假设你已经安装了Redis，并且主节点运行在localhost:6379上。接下来，你需要创建一个哨兵配置文件sentinels.conf，内容如下： conf sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2 sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000 sentinel failover-timeout mymaster 60000 sentinel parallel-syncs mymaster 1 然后启动哨兵实例： bash redis-sentinel sentinels.conf 现在，当你故意关闭主节点时，哨兵会自动选举出一个新的主节点，并通知从节点进行切换。 4. 集群模式 最后，我们来看看Redis集群模式（Cluster Mode），这是一种更加复杂但也更强大的数据同步机制。集群模式允许Redis实例分布在多个节点上，每个节点都可以同时处理读写请求。 4.1 集群架构 在集群模式下，Redis实例被划分为多个槽（slots），每个槽可以归属于不同的节点。当你用客户端连到某个节点时，它会通过键名算出应该去哪个槽，然后就把请求直接发到对的节点上。这样做的好处是，即使某个节点宕机，也不会影响整个系统的可用性。 4.2 实现步骤 为了建立一个Redis集群，你需要准备至少六个Redis实例，每个实例监听不同的端口。然后，使用redis-trib.rb工具来创建集群： bash redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 创建完成后，你可以通过任何节点来访问集群。例如： bash redis-cli -c -h 127.0.0.1 -p 7000 5. 总结 通过以上介绍，我们可以看到Redis提供了多种数据同步机制，每种机制都有其独特的应用场景。不管是基本的主从复制，还是复杂的集群模式，Redis都能搞定数据同步，让人放心。当然啦，每种方法都有它的长处和短处，到底选哪个还得看你自己的具体情况和所处的环境。希望今天的分享能对你有所帮助，也欢迎大家在评论区讨论更多关于Redis的话题！

Redis在数据字典与微服务设计中的实践应用 1. 引言 在当今的软件开发领域，尤其是在构建高并发、高性能且具备可扩展性的微服务架构时，Redis以其独特的内存存储、高速读写和丰富的数据结构特性，成为我们解决复杂问题、优化系统性能的重要工具。这篇文儿，咱们就来唠唠Redis怎么摇身一变，成为一个超高效的数据字典储存法宝，并且在微服务设计这个大舞台上，它又是如何扮演着不可或缺的关键角色的。 2. Redis 不只是缓存 （1）Redis作为数据字典 想象一下，在日常开发过程中，我们经常需要维护一个全局共享的“数据字典”，它可能是各种静态配置信息，如权限列表、地区编码映射等。这些数据虽然不常变更，但查询频繁。利用Redis的哈希（Hash）数据结构，我们可以轻松实现这样的数据字典： python import redis r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0) 存储用户权限字典 r.hset('user:permissions', 'user1', '{"read": true, "write": false}') r.hset('user:permissions', 'user2', '{"read": true, "write": true}') 查询用户权限 user_permissions = r.hget('user:permissions', 'user1') print(user_permissions) 这段代码展示了如何使用Redis Hash存储并查询用户的权限字典，其读取速度远超传统数据库，极大地提高了系统的响应速度。 （2）Redis在微服务设计中的角色 在微服务架构中，各个服务之间往往需要进行数据共享或状态同步。Redis凭借其分布式锁、发布/订阅以及有序集合等功能，能够有效地协调多个微服务之间的交互，确保数据一致性： java import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate; import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript; // 使用Redis实现分布式锁 StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate(); String lockKey = "serviceLock"; Boolean lockAcquired = template.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "locked", 30, TimeUnit.SECONDS); if (lockAcquired) { try { // 执行核心业务逻辑... } finally { template.delete(lockKey); } } // 使用Redis Pub/Sub 实现服务间通信 template.convertAndSend("microservice-channel", "Service A sent a message"); 上述Java示例展现了Redis如何帮助微服务获取分布式锁以处理临界资源，以及通过发布/订阅模式实现实时消息通知，从而提升微服务间的协同效率。 3. Redis在微服务设计咨询中的思考与探索 当我们考虑将Redis融入微服务设计时，有几个关键点值得深入讨论： - 数据一致性与持久化：尽管Redis提供了RDB和AOF两种持久化方式，但在实际场景中，我们仍需根据业务需求权衡性能与数据安全，适时引入其他持久化手段。 - 服务解耦与扩展性：借助Redis Cluster支持的分片功能，可以轻松应对海量数据及高并发场景，同时有效实现微服务间的松耦合。 - 实时性与性能优化：对于实时性要求高的场景，例如排行榜更新、会话管理等，Redis的排序集合（Sorted Set）、流（Stream）等数据结构能显著提升系统性能。 - 监控与运维挑战：在大规模部署Redis时，要充分关注内存使用、网络延迟等问题，合理利用Redis提供的监控工具和指标，为微服务稳定运行提供有力保障。 综上所述，Redis凭借其强大的数据结构和高效的读写能力，不仅能够作为高性能的数据字典，更能在微服务设计中扮演重要角色。然而，这其实也意味着我们的设计思路得“更上一层楼”了。说白了，就是得在实际操作中不断摸索、改进，把Redis那些牛掰的优势，充分榨干、发挥到极致，才能搞定微服务架构下的各种复杂场景需求，让它们乖乖听话。

...ticsearch.cluster.block.ClusterBlockException: blocked by: [SERVICE_UNAVAILABLE/2/no active shards]; 当时我心里那个急啊！赶紧去查文档，发现这是NodeNotActiveException的表现之一。简单说吧，就好比某个关键的小哥突然“罢工”了，可能是因为它内存不够用，或者网络断了啥的，结果整个团队的工作都乱套了，没法正常运转了。 我当时就纳闷了：“这不是应该自动恢复吗？为啥还要报错呢？”后来才明白，虽然ElasticSearch确实有自我修复机制，但有时候我们需要手动干预才能让它恢复正常。 --- 2. 理解背后的逻辑 为什么会出现这种问题？ 在深入了解之前，我觉得有必要先搞清楚这个异常的根本原因。其实NodeNotActiveException并不是什么特别复杂的概念，它主要出现在以下几种情况： - 节点宕机：某个节点由于硬件故障或者网络问题离线了。 - 磁盘空间不足：如果某个节点的磁盘满了，ElasticSearch会自动将其标记为不可用。 - 配置错误：比如分配给节点的资源不够，导致其无法启动。 对于我来说，问题出在第二个点上——磁盘空间不足。我当时为了省钱，给服务器分配的空间少得可怜，结果没多久就发现磁盘直接爆满，把自己都吓了一跳！于是ElasticSearch很生气，直接把该节点踢出了集群。 --- 3. 解决方案一 扩容磁盘空间 既然问题找到了，那就动手解决吧！首先，我决定先扩展磁盘容量。这一步其实很简单，只要登录服务器，增加磁盘大小就行。具体步骤如下： bash 查看当前磁盘状态 df -h 扩展磁盘（假设你已经购买了额外的存储） sudo growpart /dev/xvda 1 sudo resize2fs /dev/xvda1 完成后记得重启ElasticSearch服务： bash sudo systemctl restart elasticsearch 重启之后，神奇的事情发生了——我的节点重新上线了！不过这里有个小技巧分享给大家：如果你不确定扩容是否成功，可以通过以下命令检查磁盘使用情况： bash df -h 看到磁盘空间变大了，心里顿时舒坦了不少。 --- 4. 解决方案二 调整ElasticSearch配置 当然啦，仅仅扩容还不够，还需要优化ElasticSearch的配置文件。特别是那些容易导致内存不足或磁盘占用过高的参数，比如indices.memory.index_buffer_size和indices.store.throttle.max_bytes_per_sec。修改后的配置文件大概长这样： yaml cluster.routing.allocation.disk.threshold_enabled: true cluster.routing.allocation.disk.watermark.low: 85% cluster.routing.allocation.disk.watermark.high: 90% cluster.routing.allocation.disk.watermark.flood_stage: 95% cluster.info.update.interval: 30s 这些设置的意思是告诉ElasticSearch，当磁盘使用率达到85%时开始警告，达到90%时限制写入，超过95%时完全停止操作。这样可以有效避免再次出现类似的问题。 --- 5. 实战演练 代码中的应对策略 除了调整配置，我们还可以通过编写脚本来监控和处理NodeNotActiveException。比如，下面这段Java代码展示了如何捕获异常并记录日志： java import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient; import org.elasticsearch.client.RestClient; import org.elasticsearch.client.indices.CreateIndexRequest; import org.elasticsearch.client.indices.CreateIndexResponse; public class ElasticSearchExample { public static void main(String[] args) { RestHighLevelClient client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(new HttpHost("localhost", 9200, "http"))); try { CreateIndexRequest request = new CreateIndexRequest("test_index"); CreateIndexResponse response = client.indices().create(request, RequestOptions.DEFAULT); System.out.println("Index created: " + response.isAcknowledged()); } catch (Exception e) { if (e instanceof ClusterBlockException) { System.err.println("Cluster block detected: " + e.getMessage()); } else { System.err.println("Unexpected error: " + e.getMessage()); } } finally { try { client.close(); } catch (IOException ex) { System.err.println("Failed to close client: " + ex.getMessage()); } } } } 这段代码的作用是在创建索引时捕获可能发生的异常，并根据异常类型采取不同的处理方式。如果遇到ClusterBlockException，我们可以选择延迟重试或者其他补偿措施。 --- 6. 总结与反思 成长路上的一课 通过这次经历，我深刻体会到，作为一名开发者，不仅要掌握技术细节，还要学会从实际问题出发，找到最优解。NodeNotActiveException这个错误看着不起眼，但其实背后有不少门道呢！比如说，你的服务器硬件是不是有点吃不消了？集群那边有没有啥小毛病没及时发现？还有啊，咱们平时运维的时候是不是也有点松懈了？这些都是得好好琢磨的地方！ 最后，我想说的是，技术学习的过程就像爬山一样，有时候会遇到陡峭的山坡，但只要坚持下去，总能看到美丽的风景。希望这篇文章能给大家带来一些启发和帮助！如果还有其他疑问，欢迎随时交流哦~

在深入理解Redis数据结构如何影响其性能和可扩展性之后，我们发现合理选择与应用数据结构对于现代分布式系统至关重要。近期，随着互联网服务规模的不断扩大和技术迭代，Redis在实时分析、社交网络、游戏开发等领域的应用场景愈发广泛。例如，在2022年，某知名社交平台通过优化Redis中的哈希结构存储用户信息，有效提升了用户资料查询速度，降低了数据库读取压力，实现了服务性能的显著提升。 同时，鉴于Redis对多种数据结构的支持，研究人员和开发者正不断探索新的使用方式以适应更复杂的应用场景。例如，在流处理和日志记录方面，有序集合因其排序和范围查询特性被创新性地用于实现高效的实时排行榜功能。此外，结合Redis Cluster的分片技术，可以进一步提高系统的水平扩展能力，满足大数据时代海量数据的存储与检索需求。 另外，值得注意的是，Redis Labs公司于近期发布的最新版本中，对集合操作的性能进行了深度优化，并引入了更多高级数据结构，旨在为开发者提供更强大的工具集，解决实际业务中的复杂问题。因此，紧跟Redis官方更新动态，深入研究并灵活运用其提供的数据结构，是提升系统性能和扩展性的关键所在。 综上所述，在实践中，不仅要理解Redis各种数据结构的基本原理与操作方法，还需结合具体业务场景进行有针对性的选择和设计，才能最大化发挥Redis的优势，应对瞬息万变的技术挑战。

...一代缓存解决方案，如Redis Cluster和CockroachDB等，它们在设计之初就充分考虑了大规模分布式环境下的性能瓶颈问题，提供了一种可能替代或补充Memcached的选择。 综上所述，在实际运维中，我们不仅要深入理解并解决Memcached负载过高导致响应延迟的问题，还要紧跟技术发展趋势，适时引入新的技术和工具，以便更好地应对复杂多变的业务需求，持续优化系统性能。

...新型分布式缓存系统如Redis Cluster凭借其原生支持的分布式特性，以及对数据分片和主从同步的优秀设计，正逐渐成为高并发场景下的另一种主流选择。对于寻求更高数据一致性和容错性的团队而言，Redis Cluster提供了更完善的一站式解决方案。 此外，学术界也在持续研究分布式缓存的一致性算法和策略，例如“CRDTs（Conflict-free Replicated Data Types）”无冲突复制数据类型，能够在分布式环境下提供最终一致性保障，为未来缓存技术的发展开辟了新的可能。 因此，在实际项目中，除了掌握MemCache的传统部署和管理方式，关注和学习业界前沿技术和理论成果，适时引入更为先进的分布式缓存架构和服务，将有助于我们更好地应对日益复杂的业务需求和挑战。

...新型分布式缓存技术如Redis Cluster和Cassandra不仅提供了更大的单条数据存储能力，还支持灵活的数据分区与扩展机制。例如，Redis 6.0版本引入了客户端缓存、Stream消息队列以及多种优化策略，大大提升了处理大型数据的能力。 同时，针对数据压缩以适应缓存限制的问题，Google在2021年开源了其新一代无损压缩算法Brotli，相比传统的Gzip等压缩方法，在保持较高压缩率的同时降低了CPU占用，更适合用于实时性要求较高的缓存场景。 此外，对于MemCache本身，开发者社区也在不断进行改进。最新的Memcached 1.6.x版本中，尽管默认chunk大小未变，但强化了对大对象的支持，用户可以根据实际情况更方便地调整配置参数，以应对更大规模的数据缓存需求。 综上所述，在解决类似“Value too large to be stored in a single chunk”的问题时，除了优化现有工具和技术外，探索并适时采用先进的缓存解决方案与数据压缩技术也至关重要。同时，紧跟开源社区发展动态，持续更新与升级缓存系统的架构与功能，能够帮助我们在实际项目中更好地平衡性能、内存消耗及业务需求。

...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。

...2. 点击“Add Cluster”按钮。 3. 输入目标节点的信息（IP地址、SSH密钥等）。 4. 等待几分钟，Rancher会自动为你安装必要的组件。 一旦节点加入成功，你就可以直接在这个界面上部署应用了。比如，用Kubernetes部署一个Redis集群： bash kubectl create deployment redis --image=redis:alpine kubectl expose deployment redis --type=LoadBalancer --port=6379 虽然这条命令看起来很简单，但它背后实际上涉及到了复杂的调度逻辑和网络配置。而Rancher把这些复杂的事情封装得很好，让我们可以专注于业务本身。 --- 5. Traefik 反向代理与负载均衡的最佳拍档 最后要介绍的是Traefik，这是一个轻量级的反向代理工具，专门用来处理HTTP请求的转发和负载均衡。它最厉害的地方啊，就是能跟Docker完美地融为一体，还能根据容器上的标签，自动调整路由规则呢！ 比如说，你有两个服务分别监听在8080和8081端口，现在想通过一个域名访问它们。只需要给这两个容器加上相应的标签： yaml labels: - "traefik.enable=true" - "traefik.http.routers.service1.rule=Host(service1.example.com)" - "traefik.http.services.service1.loadbalancer.server.port=8080" - "traefik.http.routers.service2.rule=Host(service2.example.com)" - "traefik.http.services.service2.loadbalancer.server.port=8081" 这样一来，当用户访问service1.example.com时，Traefik会自动将请求转发到监听8080端口的容器；而访问service2.example.com则会指向8081端口。这种方式不仅高效，还极大地减少了配置的工作量。 --- 6. 总结 找到最适合自己的工具 好了，到这里咱们已经聊了不少关于服务器管理工具的话题。从Docker到Portainer，再到Rancher和Traefik，每一种工具都有其独特的优势和适用场景。 我的建议是，先根据自己的需求确定重点。要是你只想弄个小玩意儿，图个省事儿快点搞起来，那用Docker配个Portainer就完全够用了。但要是你们团队一起干活儿，或者要做大范围的部署，那Rancher这种专业的“老司机工具”就得安排上啦！ 当然啦，技术的世界永远没有绝对的答案。其实啊，很多时候你会发现，最适合你的工具不一定是最火的那个，而是那个最合你心意、用起来最顺手的。就像穿鞋一样，别人觉得好看的根本不合脚，而那双不起眼的小众款却让你走得又稳又舒服！所以啊，在用这些工具的时候，别光顾着看，得多动手试试，边用边记下自己的感受和想法，这样你才能真的搞懂它们到底有啥门道！ 好了，今天的分享就到这里啦！如果你还有什么问题或者想法，欢迎随时留言交流哦～咱们下次再见啦！

... 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。

...的研究也在不断深化，Redis Labs近期推出的RediSearch模块，增强了Redis对复杂查询的支持，使得开发者能够在缓存层实现更高效的检索操作，从而在保证响应速度的同时减轻数据库压力，这也是Beego应用性能优化的一个重要方向。 总之，在持续探索性能优化的过程中，密切关注行业前沿技术和最佳实践，结合具体应用场景灵活运用，才能确保我们的应用程序始终保持高效稳定的运行状态。

...假设你有两个集群 cluster-a 和 cluster-b，你可以通过 Istio 来配置全局路由规则： yaml apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: DestinationRule metadata: name: global-route spec: host: myapp.example.com trafficPolicy: loadBalancer: simple: ROUND_ROBIN 这样，Istio 就会根据负载情况自动将流量分发到两个集群。 --- 3. 性能提升的关键点 3.1 数据中心间的网络优化 兄弟们，网络延迟是多集群环境中的大敌！如果你的两个集群分别位于亚洲和欧洲，那么每次跨数据中心通信都会带来额外的延迟。所以，我们必须想办法减少这种延迟。 一个常见的做法是使用边缘计算节点。简单来说，就是在靠近用户的地理位置部署一些轻量级的 Kubernetes 集群。这样一来，用户的请求就能直接在当地搞定，不用大老远跑到远程的数据中心去处理啦！ 举个例子，假设你在美国东海岸和西海岸各有一个集群，你可以通过 Kubernetes 的 Ingress 控制器来实现就近访问： yaml apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: Ingress metadata: name: edge-ingress spec: rules: - host: us-east.example.com http: paths: - path: / pathType: Prefix backend: service: name: east-cluster-service port: number: 80 - host: us-west.example.com http: paths: - path: / pathType: Prefix backend: service: name: west-cluster-service port: number: 80 这样，用户访问 us-east.example.com 时，请求会被转发到东海岸的集群，而访问 us-west.example.com 时，则会转发到西海岸的集群。 --- 3.2 自动化运维工具的选择 最后，我们得谈谈运维自动化的问题。在多集群环境中，手动管理各个集群是非常痛苦的。所以，选择合适的自动化工具至关重要。 我个人比较推荐 KubeFed，这是一个由 Google 开发的多集群管理工具。它允许你在多个集群之间同步资源，比如 Deployment、Service 等。 举个例子，如果你想在所有集群中同步一个 Deployment，可以这样做： bash kubectl kubefedctl federate deployment my-deployment --clusters=cluster-a,cluster-b 是不是很酷？通过这种方式，你只需要维护一份配置文件，就能确保所有集群的状态一致。 --- 4. 我的思考与总结 兄弟们，写到这里，我觉得有必要停下来聊一聊我的感受。说实话，搞多集群的管理和优化这事吧，真挺费脑子的，特别是当你摊上一堆复杂得让人头大的业务场景时，那感觉就像是在迷宫里找出口，越走越晕。但只要你掌握了核心原理，并且善于利用现有的工具，其实也没那么可怕。 我觉得，Kubernetes 的多集群方案就像是一把双刃剑。它既给了我们无限的可能性，也带来了不少挑战。所以啊，在用它的过程中，咱们得脑袋清醒点，别迷迷糊糊的。别害怕去试试新鲜玩意儿，说不定就有惊喜呢！而且呀，心里得有根弦，感觉不对就赶紧调整策略，灵活一点总没错。 最后，我想说的是，技术的世界永远没有终点。就算咱们今天聊了个痛快，后面还有好多好玩的东西在等着咱们呢！所以，让我们一起继续学习吧！

... s.restoreCluster() // 开始参与领导选举 s.startElection() // ... } 3. 数据安全与备份策略 尽管Etcd具备一定的自我恢复能力，但为了应对极端情况下的数据丢失，我们仍需要制定合理的备份策略。例如，可以使用Etcd自带的etcdctl snapshot save命令定期创建数据快照，并将其存储到远程位置。 bash 创建Etcd快照并保存到指定路径 etcdctl snapshot save /path/to/snapshot.db \ --endpoint=https://etcd-cluster-0:2379,https://etcd-cluster-1:2379 如遇数据丢失，可使用etcdctl snapshot restore命令从快照恢复数据，并重新加入至集群。 bash 从快照恢复数据并启动一个新的etcd节点 etcdctl snapshot restore /path/to/snapshot.db \ --data-dir=/var/lib/etcd-restore \ --initial-cluster-token=etcd-cluster-unique-token 4. 结语与思考 面对Etcd非正常关闭后的重启数据恢复问题，我们可以看到Etcd本身已经做了很多工作来保障数据的安全性和系统的稳定性。但这可不代表咱们能对此放松警惕，摸透并熟练掌握Etcd的运行原理，再适时采取一些实打实的备份策略，对提高咱整个系统的稳定性、坚韧性可是至关重要滴！就像人的心跳一旦不给力，虽然身体自带修复技能，但还是得靠医生及时出手治疗，才能最大程度地把生命危险降到最低。同样，我们在运维Etcd集群时，也应该做好“医生”的角色，确保数据的“心跳”永不停息。

如何优化Redis服务器的响应时间及性能表现 Redis，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！

...--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \ --initial-cluster=my-etcd-node=http://localhost:2380 \ --advertise-client-urls http://localhost:2379 \ --log-level=info 上述命令行中--log-level=info表示我们只关心Info及以上级别的日志信息。 3. 输出方式与格式化 Etcd默认将日志输出到标准错误（stderr），你也可以通过--log-output参数指定输出文件，例如： bash ./etcd --log-output=/var/log/etcd.log ... 此外，Etcd还支持JSON格式的日志输出，只需添加启动参数--log-format=json即可： bash ./etcd --log-format=json ... 4. 实践应用与思考 在日常运维过程中，我们可能会遇到各种场景需要调整Etcd的日志级别。比如，当我们的集群闹脾气、出现状况时，我们可以临时把日志的“放大镜”调到Debug级别，这样就能捞到更多更细枝末节的内部运行情况，像侦探一样迅速找到问题的幕后黑手。而在平时一切正常运转的日子里，为了让日志系统保持高效、易读，我们一般会把它调到Info或者Warning这个档位，就像给系统的日常表现打个合适的标签。 同时，合理地选择日志输出方式也很重要。直接输出至终端有利于实时监控，但不利于长期保存和分析。所以，在实际的生产环境里，我们通常会选择把日志稳稳地存到磁盘上，这样一来，以后想回过头来找找线索、分析问题什么的，就方便多了。 总的来说，熟练掌握Etcd日志级别的调整和输出方式，不仅能让我们更好地理解Etcd的工作状态，更能提升我们对分布式系统管理和运维的实战能力。这就像一位超级厉害的侦探大哥，他像拿着放大镜一样细致地研究Etcd日志，像读解神秘密码那样解读其中的含义。通过这种抽丝剥茧的方式，他成功揭开了集群背后那些不为人知的小秘密，确保我们的系统能够稳稳当当地运行起来。

一、Redis简介与重要性 Redis，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。

...m sklearn.cluster import KMeans 生成随机数据 X, _ = make_blobs(n_samples=1000, centers=4) 创建 KMeans 模糊分类模型实例 class FuzzyKMeans: def __init__(self, n_clusters=4, m=2, max_iter=100): self.n_clusters = n_clusters self.m = m self.max_iter = max_iter def fit(self, X): N = X.shape[0] C = self.n_clusters kmeans = KMeans(n_clusters=C) labels = kmeans.fit_predict(X) centroids = kmeans.cluster_centers_ 设定初始值隶属度二维数组 U = np.random.rand(N, C) U = np.divide(U, np.sum(U, axis=1, keepdims=True)) for i in range(self.max_iter): 求解中心点 centroids = np.dot(U.T, X) / np.sum(U, axis=0, keepdims=True) 求解隶属度二维数组 d = np.power(np.sum(np.power(X[:, np.newaxis] - centroids, 2), axis=2), 1 / (self.m - 1)) U = np.divide(1, np.power(np.add(np.divide(d[:, np.newaxis], d[:, np.newaxis] - U), 1), 1 / (self.m - 1))) self.labels_ = np.argmax(U, axis=1) self.cluster_centers_ = centroids 对随机数据进行模糊分类 fkm = FuzzyKMeans(n_clusters=4, m=2) fkm.fit(X) print(fkm.labels_) print(fkm.cluster_centers_) 以上代码是利用Python实现模糊分类算法的简单示例。算法主要分为两部分：确定中心点和求解隶属度二维数组。中心点的确定类似于K-Means算法，而求解隶属度二维数组则需要使用模糊数理中的公式进行求解。

...m sklearn.cluster import KMeans import numpy as np 创建样本数据 np.random.seed(0) X = np.random.rand(100, 2) 使用FCM算法进行聚类 model = KMeans(n_clusters=3, init='random', max_iter=500, tol=1e-4, n_init=10, random_state=0).fit(X) 输出结果 print("Cluster labels: ", model.labels_) 在这个例子中，我们使用了sklearn库中的KMeans类来实现FCM算法。当我们调节这个叫做n_clusters的参数时，其实就是在决定我们要划分出多少个小组或者类别出来。就像是在分苹果，我们通过这个参数告诉程序：“嘿，我想要分成n_clusters堆儿”。这样一来，它就会按照我们的要求生成相应数量的簇了。init参数用于指定初始化质心的方式，max_iter和tol参数分别用于控制迭代次数和停止条件。 五、结论 FCM算法是一种简单而有效的聚类方法，它可以处理包含噪声和不完整数据的数据集。在Python的世界里，我们能够超级轻松地借助sklearn这个强大的库，玩转FCM算法，就像拼积木一样简单有趣。当然，实际应用中可能需要对参数进行调整以获得最佳效果。希望这篇文章能帮助你更好地理解和应用FCM算法。

...个功能，我们可以利用Redis这种键值对存储的数据库来存储用户的阅读状态。我们可以把每篇文章看作一个键，而用户的阅读状态则可以看作一个值。当有用户点开一篇文章瞧瞧的时候，我们就能通过查这个小标签的记录，轻松判断出这位用户是不是已经拜读过这篇文章啦。 三、具体实现 接下来我们将详细介绍如何使用Redis实现这个功能。首先，我们需要创建一个新的键值对存储表，并且为每个文章创建一个键。比如，假设有这么一个叫做“news”的文章列表，我们完全可以给列表里的每一篇文章都创建一个独特的标签，就像这样子：“news:article1”，“news:article2”等等，就像是给每篇文章起了个专属的小名儿一样。 然后，我们需要为用户创建一个键，用于存储他们的阅读状态。例如，我们可以为每个用户创建一个名为"user:uid:read_status"的键，其中"uid"是用户的唯一标识符。 当用户访问一篇文章时，我们可以通过查询"news:articleX"这个键的值来获取文章的阅读状态。如果这个键的值为空，则表示用户还未阅读过这篇文章。反之，如果这个键的值不为空，则表示用户已经阅读过这篇文章。 接下来，我们可以通过修改"news:articleX"这个键的值来更新文章的阅读状态。比如，当咱发现有用户已经阅读过某篇文章了，咱们就可以把这篇文章对应的键值标记为"true"，就像在小本本上做个记号一样。换种说法，假如我们发现用户还没读过某篇文章呢，那咱们就可以干脆把这篇文章对应的键的值清空掉，让它变成空空如也。 四、代码示例 下面是一个使用Python实现的简单示例： python import redis 创建Redis客户端对象 r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0) 获取文章的阅读状态 def get_article_read_status(article_id): key = f'news:{article_id}:read_status' return r.get(key) is not None 更新文章的阅读状态 def set_article_read_status(article_id, read_status): key = f'news:{article_id}:read_status' if read_status: r.set(key, 'true') else: r.delete(key) 五、总结 通过上述介绍，我们可以看到，使用Redis作为阅读状态数据库是一种非常可行的方法。它可以方便地存储和管理用户的阅读状态，而且因为Redis的特性，它的性能非常高，可以很好地应对高并发的情况。 当然，这只是一个基本的设计方案，实际的应用可能还需要考虑更多的因素，例如安全性、稳定性、可扩展性等等。不管咋说，Redis这款数据库工具真心值得我给你安利一波。它可是能实实在在地帮我们简化开发过程，这样一来，咱就能把更多的心思和精力花在琢磨业务逻辑上，让工作更加高效流畅。

...: remote: clusters: 这里定义第一个集群连接信息 cluster_1: seeds: ["http://cluster1-node1:9200"] username: "your_user" password: "your_password" 同理，添加第二个、第三个...集群配置 cluster_2: seeds: ["http://cluster2-node1:9200"] ssl: true ssl_certificate_authorities: ["/path/to/ca.pem"] 步骤二：重启Kibana服务 应用上述配置后，记得重启Kibana服务，让新的设置生效。 步骤三：验证集群连接 在Kibana控制台，检查Stack Management > Advanced Settings > xpack.search.remote.clusters，应能看到你刚配置的集群信息，表示已经成功连接。 4. 使用跨集群搜索功能 现在，你可以在Discover页面创建索引模式时选择任意一个远程集群的索引了。例如： json POST .kibana/_index_template/my_cross_cluster_search_template { "index_patterns": ["cluster_1:index_name", "cluster_2:another_index"], "template": { "settings": {}, "mappings": {} }, "composed_of": [] } 这样，在Discover面板搜索时，就可以同时查询到"cluster_1:index_name"和"cluster_2:another_index"两个不同集群的数据了。 5. 深入思考与探讨 跨集群搜索的功能对于那些拥有大量分布式数据源的企业来说，无疑是一个福音。然而，这并不意味着我们可以无限制地增加集群数量。当我们的集群规模逐渐扩大时，性能消耗和复杂程度也会像体重秤上的数字一样蹭蹭上涨。所以在实际操作中，咱们就得像个精打细算的家庭主妇，根据自家业务的具体需求和资源现状，好好掂量一下，做出最划算、最明智的选择。 此外，虽然Kibana跨集群搜索带来了极大的便利性，但在处理跨集群数据权限、数据同步延迟等问题上仍需谨慎对待。在尽情享受技术带来的种种便利和高效服务时，咱们也别忘了时刻关注并确保数据的安全性以及实时更新的重要性。 总结起来，配置Kibana跨集群搜索不仅是一项技术实践，更是对我们如何在复杂数据环境中优化工作流程，提升数据价值的一次有益探索。每一次尝试和挑战都是我们在数据分析道路上不断进步的动力源泉。

一、引言 Redis，这个强大的内存数据结构存储系统，以其高速、灵活和分布式特性赢得了广大开发者的心。你知道吗，当我们在Redis里找不到某个键的位置，想要给它安个新值时，Redis这家伙就像个贴心的魔术师，轻轻松松就给出了超高效又不失风度的办法。本文将带你深入了解这一过程，通过实例解析其背后的逻辑和应用场景。 二、Redis基础知识 首先，让我们回顾一下Redis的基本概念。Redis支持多种数据结构，如字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）和有序集合（Sorted Set）。键（Key）是存储数据的唯一标识，而值（Value）则是存储的具体内容。当你试着给Redis一个压根不存在的键来设定值，嘿，这小家伙会根据不同数据结构的脾性，来个智能的操作。 三、键不存在的设置操作 1. 字符串类型（String） 在Redis中，如果尝试设置一个不存在的字符串键，它会直接创建这个键并设置相应的值。例如： python import redis r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0) r.set('my_key', 'Hello, Redis!') 如果my_key不存在，Redis会自动创建并设置值为Hello, Redis!。 2. 哈希类型（Hash） 对于哈希类型，我们可以指定一个键来存储一个关联数组。同样，如果键不存在，Redis会自动创建： python r.hset('hash_key', 'field1', 'value1') 如果hash_key不存在，Redis会创建一个新哈希并将field1与value1关联起来。 四、过期时间和自动删除 Redis允许我们为键设置过期时间，当超过设定的时间后，键将自动被删除。即使键不存在，我们也可以设置过期时间： python r.expire('non_existent_key', 60) 设置键过期时间为60秒 r.set('non_existent_key', 'Will be deleted soon') 设置值 这里，non_existent_key将在60秒后被自动删除，即使之前不存在。 五、总结与讨论 在实际开发中，键不存在但尝试设置值的情况非常常见，尤其是当我们需要预设数据结构或者进行数据初始化的时候。Redis的这种灵活性使得它在缓存、消息队列等领域大放异彩。你知道吗，掌握那种“找不到键也能应对自如”的技巧，就像打理生活琐事一样重要，能帮咱们高效地管理数据，省下那些不必要的麻烦和资源。 总的来说，Redis的强大不仅仅在于它的性能，更在于其设计的灵活性和易用性。懂透这些基本技巧后，就像给应用程序穿上了一双疾速又稳健的红鞋，Redis能让你的应用跑得飞快又稳如老马，效率和稳定性双双升级！下次你碰到那个棘手的“按键没影子还想填值”的情况，不妨来点新鲜玩意儿——Redis，保证让你一试就爱上它的魔力！

...配一个虚拟IP地址（ClusterIP），这就是服务的访问地址。当客户端向这个ClusterIP发起请求时，kube-proxy组件会负责转发请求到对应的Pod。 yaml apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 9376 上述YAML配置文件定义了一个名为my-service的Service，它会选择标签app=MyApp的所有Pod，并暴露80端口给外部，请求会被转发到Pod的9376端口。 2.2 kube-proxy的工作机制 kube-proxy是Kubernetes集群中用于实现Service网络代理的重要组件。有多种模式可选，如iptables、IPVS等，这里以iptables为例： - iptables：kube-proxy会动态更新iptables规则，将所有目标地址为目标Service ClusterIP的流量转发到实际运行Pod的端口上。这种方式下，集群内部的所有服务发现和负载均衡都是由内核级别的iptables规则完成的。 bash 这是一个简化的iptables示例规则 -A KUBE-SVC-XXXXX -d -j KUBE-SEP-YYYYY -A KUBE-SEP-YYYYY -m comment --comment "service/my-service" -m tcp -p tcp -j DNAT --to-destination : 3. DNS服务发现 除了通过IP寻址外，Kubernetes还集成了DNS服务，使得服务可以通过域名进行发现。每个创建的Service都会自动获得一个与之对应的DNS记录，格式为..svc.cluster.local。这样一来，应用程序只需要晓得服务的名字，就能轻松找到对应的服务地址，这可真是把不同服务之间的相互调用变得超级简便易行，就像在小区里找邻居串门一样方便。 4. 探讨与思考 Kubernetes的服务发现机制无疑为分布式系统带来了便利性和稳定性，它不仅解决了复杂环境中服务间互相定位的问题，还通过负载均衡能力确保了服务的高可用性。在实际做开发和运维的时候，如果能真正搞明白并灵活运用Kubernetes这个服务发现机制，那可是大大提升我们工作效率的神器啊，这样一来，那些烦人的服务网络问题引发的困扰也能轻松减少不少呢。 总结来说，Kubernetes的服务发现并非简单的IP映射关系，而是基于一套成熟且灵活的网络模型构建起来的，包括但不限于Service资源定义、kube-proxy的智能代理以及集成的DNS服务。这就意味着我们在畅享便捷服务的同时，也要好好琢磨并灵活运用这些特性，以便随时应对业务需求和技术挑战的瞬息万变。 以上就是对Kubernetes服务发现机制的初步探索，希望各位读者能从中受益，进一步理解并善用这一强大工具，为构建高效稳定的应用服务打下坚实基础。