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...了解当前电商领域对高并发秒杀场景的处理技术将有助于深化理解。近期,某知名电商平台在“双十一”活动中成功应对了数以亿计的用户抢购请求,其背后的关键技术之一就是优化秒杀系统的架构设计。 据《2023年电商行业技术报告》指出,针对秒杀活动,企业普遍采用分布式缓存、数据库读写分离、队列服务以及异步处理等手段来提升系统性能和稳定性。例如,在商品秒杀开始前,将商品信息预加载至Redis等缓存中,减少实时查询数据库的压力;同时通过消息队列实现削峰填谷,避免瞬间涌入的请求压垮服务器,保证下单流程的平稳进行。 此外,结合最新的Serverless架构理念,部分企业已尝试利用阿里云函数计算等服务,实现按需扩容、自动弹性伸缩,有效应对秒杀高峰期流量突增的问题。在数据一致性方面,则可通过分布式事务解决方案如TCC(Try-Confirm-Cancel)模式确保在高并发环境下的交易数据准确无误。 深入探讨这一话题,可以参考《大型电商网站架构实战》一书,作者详细剖析了包括秒杀在内的各类复杂业务场景下,如何运用微服务、容器化、服务网格等前沿技术构建高性能、高可用的电商系统。同时,《Java并发编程实战》也从并发控制角度提供了宝贵的实践指导,对于开发高效稳定的秒杀功能具有重要意义。综上所述,关注最新技术和实战案例,将帮助开发者更好地应对类似秒杀场景的技术挑战,为用户带来更流畅的购物体验。
2023-02-25 23:20:34
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...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。
2024-03-18 12:25:04
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DorisDB
...orisDB如何处理数据文件重复与冲突问题后,进一步关注数据库领域对于数据一致性和冗余问题的最新研究动态和解决方案显得尤为重要。近日,Apache Cassandra社区发布了一项针对分布式环境下数据冲突解决策略的重大更新,引入了更为智能且实时的多版本并发控制(MVCC)机制,有效提升了大规模分布式数据库系统中数据一致性保障的能力。 同时,在存储优化方面,Google发布的“Colossus”文件系统架构升级中,创新性地采用稀疏索引技术减少数据冗余,并通过全局命名空间管理和跨数据中心的数据同步,确保了数据的一致性和高可用性。这对于理解并优化DorisDB乃至其他数据库系统的数据管理方式具有重要参考价值。 此外,业界也在深入探索区块链技术在保证数据一致性和解决冲突中的应用潜力。以IBM、微软等科技巨头为例,他们正在研究利用区块链的分布式账本特性,实现对数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性(ACID)属性的强化,从而为复杂环境下的数据一致性难题提供新的思路和方案。 综上所述,结合当前数据库领域的前沿技术和研究成果,将有助于我们更全面地审视和应对数据文件重复或冲突的问题,不断提升DorisDB及类似数据库产品的性能表现与稳定性,满足日益增长的大数据处理需求。
2023-03-25 12:27:57
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雪落无痕-t
Java
...年来,随着云计算、大数据以及微服务架构的普及,对系统并发性能和响应速度的要求越来越高,同步与异步编程模型的重要性愈发凸显。 在Java 9及以上版本中,Reactor和Project Loom项目为异步编程带来了新的可能性。Reactor库是Spring框架基于反应式编程模型的重要组成部分,它提供了一套完整的异步非阻塞API,允许开发者构建高性能、高吞吐的服务端应用。而Project Loom正在研发虚拟线程(Virtual Threads),旨在通过简化轻量级线程的创建和管理,使得开发人员能更容易地编写和维护异步代码,同时提升系统的并发能力。 另外,JDK内置的CompletableFuture类也极大增强了Java对于异步编程的支持,它结合了Future模式和函数式编程思想,可以实现复杂的异步逻辑编排,有助于构建更加简洁且易于理解的异步程序。 在实际应用场景中,例如在处理大量I/O密集型任务时,采用异步编程能够显著提高资源利用率和系统性能。而在需要严格保证数据一致性、顺序执行的任务场景下,则需合理运用同步机制来避免并发问题。 因此,深入研究和熟练掌握Java中的同步与异步编程不仅有利于提升个人技术水平,更能帮助我们应对不断变化的技术挑战,设计出高效、可靠的并发系统。
2023-05-04 14:50:34
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码农
RocketMQ
...近期,随着云计算和大数据技术的快速发展,以及微服务架构在企业级应用中的普及,消息队列在保证系统解耦、提升并发处理能力和数据一致性等方面的作用愈发凸显。 2021年,Apache RocketMQ社区持续推动项目迭代升级,发布了RocketMQ 5.0版本,不仅优化了原有的消息堆积处理机制,还引入了全新的智能调度策略和流量控制算法,有效应对大规模消息洪峰场景下的积压问题。同时,该版本强化了对Kubernetes等云原生环境的支持,实现了弹性扩缩容和资源利用率的大幅提升。 此外,针对消息积压可能导致的数据丢失风险,业界也在积极探讨和实践基于事件驱动架构(EDA)的新解决方案,通过将消息中间件与流处理、实时计算等技术相结合,实现对积压消息的实时分析与快速响应,从而进一步保障系统的稳定性和可靠性。 总的来说,无论是从RocketMQ等主流消息中间件的功能演进,还是从新兴技术在处理消息积压问题上的创新应用,都表明了我们正在不断深化对分布式系统可靠性和稳定性的理解与实践,以适应日益复杂严苛的业务需求和技术挑战。
2023-03-14 15:04:18
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春暖花开-t
Cassandra
...这个分布式NoSQL数据库,以其高可用性和横向扩展能力而闻名。聊天到数据存储怎么玩得溜,你猜猜看,啥子话题最火?对头,就是UNLOGGED TABLES!特别是那些一心想要速度飞快、存储空间又省着使的朋友们,这简直就是他们的心头好啊!让我们深入了解一下,何时选择使用CQL(Cassandra查询语言)的UNLOGGED TABLES选项。 二、理解UNLOGGED TABLES 1. 定义与特点 UNLOGGED TABLES是一种特殊的表类型,它牺牲了一些Cassandra的ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)保证,以换取更高的写入吞吐量和更低的磁盘I/O。这就意味着数据不会乖乖地记在日记本里,万一系统出个小差错,可能没法完整地复原之前的交易。不过,对于那些不太在乎数据完美无瑕的场合,这还挺合适的。 2. 适用场景 - 数据缓存:如果你需要一个快速的读写速度,而不在乎数据丢失的可能性,UNLOGGED TABLES可以作为数据缓存,例如在实时分析应用中。 - 大数据流处理:在处理海量数据流时,快速写入和较低的磁盘操作对于延迟敏感的系统至关重要。 三、CQL与UNLOGGED TABLES的创建示例 cql CREATE TABLE users ( user_id uuid PRIMARY KEY, name text, email text, unlogged ) WITH bloom_filter_fp_chance = 0.01 AND caching = {'keys': 'ALL', 'rows_per_partition': 'NONE'} AND comment = 'Fast writes, no durability'; 在这个例子中,unlogged关键字被添加到表定义中,声明这是一个UNLOGGED TABLES。嘿,你知道吗?咱们加了个小技巧,那就是把caching开关调到"不缓存行"模式,这样写入数据的时候速度能嗖嗖的快呢! 四、潜在风险与注意事项 1. 数据完整性 由于没有日志记录,如果集群崩溃,UNLOGGED TABLES的数据可能会丢失,这可能导致数据一致性问题。 2. 备份与恢复 由于缺乏日志,备份和恢复可能依赖于其他手段,如定期全量备份。 3. 监控与维护 需要更频繁地监控,确保数据的实时性和可用性。 五、实际应用案例 假设你在构建一个实时新闻聚合应用,用户点击行为需要迅速记录以便进行实时分析。你知道吗,如果你要记录用户的日常操作,可以选择用"未日志化表",这样即使偶尔漏掉点旧信息,你那实时显示的精准度也不会打折! 然而,如果应用涉及到法律合规或金融交易,那么你可能需要使用普通表格类型,以确保数据的完整性和满足法规要求。 六、总结与权衡 在Cassandra中,UNLOGGED TABLES是一个工具箱中的瑞士军刀,适用于特定场景下的性能优化。关键看你怎么定夺,就是得琢磨清楚你的业务到底啥需求,数据又有多宝贝,还有你能不能容忍点儿小误差,就这么简单。每种选择都有其代价,因此明智地评估和选择合适的表类型至关重要。 记住,数据科学家和工程师的角色不仅仅是编写代码,更是要理解业务需求,然后根据这些需求做出最佳技术决策。在Cassandra的世界里,这就是UNLOGGED TABLES发挥作用的地方。
2024-06-12 10:55:34
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青春印记
ActiveMQ
...步选项后,我们意识到数据安全与系统性能之间的权衡对于现代消息中间件的重要性。实际上,随着技术的发展,如何在保证数据持久化和一致性的同时提高I/O效率,成为众多企业级消息队列产品持续优化的方向。 近期,Apache Kafka社区发布了新版本,其中就包含了对磁盘写入策略的重大改进。Kafka引入了全新的“幂等性生产者”与“事务性生产者”功能,并优化了其底层存储引擎,通过批次处理、日志压缩以及更智能的flush策略,在保证数据一致性的前提下显著提升了磁盘同步性能。 此外,RabbitMQ作为另一个广泛应用的消息中间件,也提供了多种磁盘持久化策略,如使用确认模式(acknowledgement modes)来控制消息何时被确认为已写入磁盘,以适应不同场景下的数据持久化需求。 同时,云原生时代的来临,诸如Amazon SQS、Google Cloud Pub/Sub等云服务提供的消息队列服务,在磁盘同步方面有着独特的优势,它们利用分布式存储和云平台的高可用特性,提供了数据持久化的可靠保障,同时也减轻了用户在运维层面的负担。 综上所述,了解并合理运用各种消息中间件的磁盘同步机制,是构建高并发、高可靠应用的关键环节。不断跟踪相关领域的最新进展和技术动态,有助于我们更好地应对大数据时代带来的挑战,确保信息系统的稳健运行。
2023-12-08 11:06:07
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清风徐来-t
ZooKeeper
...Keeper如何实现数据发布订阅模型之后,我们不妨将目光投向最新的分布式系统研究进展与应用实例。近日,Apache Pulsar作为一款云原生、可扩展的实时消息流平台,其设计中也深度整合了发布订阅模型,并在全球多个大型互联网公司中得到广泛应用。 Pulsar利用分层架构实现了跨地域的数据同步和低延迟的消息传递,每个主题下的发布者可以向众多订阅者广播消息,同时支持持久化存储和多租户隔离等功能。这一设计不仅增强了系统的可靠性和可用性,还为大数据处理、实时计算以及微服务通信等领域提供了更为高效、灵活的解决方案。 此外,对于ZooKeeper本身,尽管在分布式协调领域具有举足轻重的地位,但随着技术的发展,诸如etcd等新一代的键值存储系统也开始崭露头角,它们在提供分布式一致性保证的同时,提升了性能并优化了API设计,以满足现代云环境对快速响应和大规模集群管理的需求。 深入探究这些技术的实际运用与最新发展,有助于我们更好地理解数据发布订阅模型在分布式系统中的价值,也能启发我们在实际项目中如何选择和优化技术栈,以应对日益复杂且高并发的业务场景。同时,这也鼓励我们不断探索更多可能的技术路径,推动分布式系统理论与实践的进步。
2023-10-24 09:38:57
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星河万里-t
Scala
...中,枚举是一种特殊的数据类型,它用于定义一组命名的常量集合。这些常量通常代表一个有限且预定义的值集合,每个枚举成员都有一个独特的名称和对应的值。在Scala中,枚举类型的实现可以通过sealed trait结合case object或者直接使用抽象类与对象的方式来构造,可变或不可变取决于是否允许在运行时修改其状态。 可变枚举类型(Mutable Enumeration Type) , 可变枚举类型指的是在程序执行过程中,其成员的属性或状态可以被动态改变的枚举类型。在本文的Scala示例中,通过创建sealed trait并让case object继承该trait来实现可变枚举,这意味着我们可以在运行时修改枚举成员的某些属性或行为,如Weather.Status中的Sunny、Cloudy等状态可以进行相应变化。 不可变枚举类型(Immutable Enumeration Type) , 不可变枚举类型是指一旦创建后,其成员的状态和属性就不能再被更改的枚举类型。在Scala中,通过sealed abstract class结合case object的方式可以实现不可变枚举,比如Color枚举中的Red、Green、Blue颜色状态一经初始化就无法再做任何修改。这种设计方式有助于保证数据一致性、避免并发环境下的竞态条件,并提升代码的安全性和可预测性。
2023-05-13 16:18:49
74
青春印记-t
ZooKeeper
...解ZooKeeper数据写入失败的常见原因及其解决方案后,我们不妨关注一下近期关于分布式系统协调服务和ZooKeeper技术演进的相关动态。近日,Apache ZooKeeper社区发布了最新的4.0.0-alpha版本,该版本针对性能优化、安全性提升及易用性改进等方面做出了显著努力。例如,新版本强化了权限管理和审计功能,使得用户能更精确地控制对ZooKeeper节点的访问权限,从而有效避免因权限问题导致的数据写入失败。 同时,随着云原生和Kubernetes生态的普及,许多团队开始探索如何将ZooKeeper更好地融入容器化环境。一些项目如Kubernetes Operator for ZooKeeper(K8S ZooKeeper Operator)通过自动化部署和管理ZooKeeper集群,能够动态调整存储资源,从根本上解决磁盘空间不足的问题,并提供了一种更为高效的数据冲突解决策略。 此外,为应对高并发场景下的数据冲突挑战,业内也有研究者正在探讨使用Raft一致性算法等新型共识机制与ZooKeeper相结合的可能性,以进一步提高分布式系统的稳定性和容错能力。这些前沿实践和研究对于理解和优化ZooKeeper在实际生产环境中的表现具有重要参考价值。
2023-09-18 15:29:07
121
飞鸟与鱼-t
DorisDB
...并行处理)架构的实时数据分析型数据库系统,支持高并发、低延迟的查询需求,特别适用于大数据处理场景。在本文中,讨论了在对DorisDB进行系统升级时可能遇到的问题及其解决方案。 兼容性检查 , 在软件或系统升级过程中,兼容性检查是指评估新版本与现有环境、数据格式、功能特性等方面的匹配程度,确保新旧版本间的平稳过渡,避免因不兼容导致的升级失败或功能异常。文中提到,在升级DorisDB前未做好充分兼容性检查可能导致升级无法成功。 滚动升级 , 滚动升级是一种应用于分布式系统中的升级策略,尤其适用于集群环境中,它通过逐个替换集群中的节点来完成系统升级,而非一次性更新所有节点。这样可以最大限度地减少服务中断时间,保持系统的整体可用性。在处理DorisDB系统升级案例时,文中提及采用滚动升级的方式逐步替换节点以确保升级过程中的服务连续性和稳定性。
2023-06-21 21:24:48
384
蝶舞花间
Kotlin
... , 竞态条件是一种并发编程中的问题,当多个线程访问并试图修改同一共享资源时,其最终结果取决于线程调度的具体执行顺序,而非固定的逻辑。在文章中提到的场景中,如果两个线程同时尝试增加同一个计数器的值,由于没有同步控制机制,可能出现计数器结果与预期不符的情况,这就是典型的竞态条件。 sealed class(密封类) , 在Kotlin中,密封类是一种特殊的类类型,它限制了子类的数量,并且所有子类必须在相同的文件中声明。密封类用于表示受限的类层级结构,确保编译器可以在编译时检查到所有可能的类型情况,有助于防止因类型不匹配引发的问题。文中用sealed class Resource定义了一组变体,其中包含共享资源的变体SharedData。 synchronized(同步关键字) , synchronized是Java和Kotlin中用于实现线程同步的关键字,它可以确保同一时刻只有一个线程能够访问被修饰的方法或代码块。在解决共享资源并发访问导致混淆错误的例子中,通过在incrementCounter()方法上使用synchronized关键字,使得对counter计数器的操作变为原子操作,从而避免竞态条件,保证了多线程环境下的数据一致性。
2023-05-31 22:02:26
350
诗和远方
Flink
...探索这一技术在实时大数据处理领域的最新应用与发展。 近期,阿里巴巴集团在其2021年云栖大会中分享了关于Flink在实时计算平台的深度实践。据披露,阿里云实时计算团队借助Flink的高效状态管理和流处理能力,成功应对了双11等大型活动期间产生的海量实时数据挑战,实现了对用户行为、交易链路等复杂业务场景的实时监控与智能分析,充分展示了Flink在大规模实时计算中的实力。 此外,Apache Flink社区持续推动项目演进,新版本中引入了更为精细的状态管理和更强的容错机制,如动态资源调整、统一存储接口以及改进后的Checkpoint机制,这使得基于Flink构建的流处理系统在处理高并发、低延迟的实时数据时具备更高的稳定性和扩展性。 同时,随着近年来Serverless架构的兴起,Apache Flink也积极拥抱这一趋势,正致力于与Kubernetes和云服务深度集成,旨在为开发者提供更加便捷、弹性的实时计算环境,降低运维成本的同时,进一步提升跨算子状态管理在复杂分布式环境下的性能表现。 综上所述,无论是工业界的应用实例,还是开源社区的技术创新,都清晰地展现出Apache Flink在实时流处理领域特别是在跨算子状态共享与管理方面的强大功能和广阔前景。对于关注大数据实时处理的开发者和技术团队而言,深入研究并掌握Flink的相关特性,无疑将助力其在实际业务场景中更好地发挥实时数据的价值。
2023-06-09 14:00:02
408
人生如戏-t
Mongo
在数据库管理与应用开发中,数据一致性检查的效率直接影响到系统的性能和用户体验。正如上文所述,通过合理设计并使用复合索引,可以在MongoDB等NoSQL数据库中有效提升数据一致性检查的速度。然而,这只是优化策略的一部分,实际场景下可能还涉及更多复杂因素。 近期(根据实际日期填写),MongoDB官方发布了4.4版本,其中引入了更为先进的索引类型——“Sphere and Text”,以及对索引构建和维护过程的改进,这些更新极大地提升了大规模数据查询和处理效率。此外,对于分布式环境下的数据一致性问题,诸如冲突解决、事务支持等方面,MongoDB也在持续强化其功能以满足企业级应用场景的需求。 另一方面,随着云计算和大数据技术的发展,诸如Amazon DynamoDB等云服务提供的完全托管型数据库服务,在保证强一致性的同时,也提供了近乎实时的数据读写能力。它们利用分片、并发控制等多种技术手段,有效应对数据量激增带来的性能挑战。 因此,开发者不仅需要深入理解所用数据库的具体特性,关注其最新发展动态,更要结合具体业务场景灵活运用各种优化策略和技术手段,以确保数据一致性和系统性能的最优化。同时,随着ACID属性在NoSQL领域的逐步增强,未来在保证数据一致性方面将有更多成熟且高效的解决方案可供选择。
2023-02-20 23:29:59
137
诗和远方-t
Hibernate
...提供了从Java类到数据库表结构的映射,简化了Java应用程序对数据库的操作。通过Hibernate,开发者可以使用面向对象的方式来操作数据库,无需关注底层SQL语句的具体编写。 ACID特性 , 在数据库系统中,ACID是原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)这四个特性的缩写。在文章中,提到事务的重要原因之一就是它保证了数据库操作的ACID特性。 - 原子性 , 一个事务被视为一个不可分割的最小工作单元,事务中的所有操作要么全部成功,要么全部失败。 - 一致性 , 事务执行前后,数据必须保持一致状态,不会因事务的执行而破坏数据库原本的一致性约束。 - 隔离性 , 多个事务并发执行时,每个事务都好像在独立地、不受其他事务影响的环境下执行一样。 - 持久性 , 一旦事务提交,对数据库的修改将被永久保存,即使出现系统故障也不会丢失。 分布式事务 , 在分布式系统或微服务架构中,一个操作可能需要跨多个服务或数据库进行,这样的事务被称为分布式事务。分布式事务需要协调多个资源管理器(如不同的数据库),以确保在所有参与的服务或数据库上都能成功完成并保持一致性。例如,Seata项目提供的解决方案就是为了处理这类场景下的事务问题,确保即使在分布式环境里也能保证数据的一致性和完整性。
2023-05-10 14:05:31
574
星辰大海
ZooKeeper
...布式系统在云计算、大数据领域的广泛应用,如何保证数据一致性的问题愈发凸显。尤其在面临网络分区等故障场景时,业界对ZooKeeper的数据一致性和可用性策略展开了更深入的研究与探讨。 2022年,在《分布式计算和存储》期刊上发表的一篇学术论文中,研究者们对ZooKeeper的ZAB协议在网络分区环境下的行为进行了细致分析,并提出了一种优化策略,旨在进一步减少网络分区对服务的影响,同时探索在特定场景下适度放宽强一致性约束以提高系统可用性的可能性。 此外,Apache社区也持续关注并改进ZooKeeper项目以应对实际部署中的挑战。今年早些时候,ZooKeeper 3.8版本发布,其中包含了针对网络分区恢复机制的多项改进,比如优化“Looking”状态下的决策逻辑,以及增强集群间数据同步性能,力求在网络不稳定情况下仍能提供更高水平的服务质量。 与此同时,为了更好地权衡数据一致性与系统可用性,一些新型的分布式协调服务如Paxos、Raft等协议的实现(如Etcd、Consul)也在实践中逐渐崭露头角,为开发者提供了更多选择与借鉴。这些技术的发展与实践,无疑将为构建更为健壮、适应复杂网络环境的分布式系统注入新的活力。
2024-01-05 10:52:11
91
红尘漫步
Nginx
在当今互联网环境下,Web服务器的优化配置与前端项目的高效部署已成为提升用户体验、保障服务稳定性的关键环节。近期,Nginx官方发布了其最新版本,引入了更多增强功能和性能改进,对于正在使用Vue.js等现代前端框架构建应用的开发者来说,深入理解并掌握新版本Nginx的各项特性至关重要。 例如,新版本Nginx强化了HTTP/2协议支持,使得静态资源加载速度进一步提升,这对于Vue项目这类单页面应用尤其重要,能有效降低首次加载时间,提高用户交互体验。同时,新版Nginx增强了缓存策略管理,提供了更细粒度的控制,有助于实现动态内容的合理缓存,减轻后端压力。 此外,针对版本更新时的重定向问题,Nginx的新功能如map模块和return指令的灵活运用,可以更加智能地根据客户端特征(如浏览器版本、地理位置等)进行精细化的URL重写与跳转策略制定,确保用户能够无缝过渡到新版本页面,避免因访问旧版内容引发的兼容性或数据一致性问题。 因此,建议开发团队密切关注Nginx的最新动态和技术文档,并结合自身项目特点,持续优化部署方案,以满足日益增长的用户需求,提供更为流畅、稳定的线上服务。同时,学习和借鉴业界最佳实践,如Netflix开源的 Zuul 项目,以及Google在前端路由与版本控制方面的创新理念,都将为解决此类问题带来新的启示和解决方案。
2023-11-04 10:35:42
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草原牧歌_t
Etcd
...应用,它提供了一种强一致性的方式来存储集群的重要数据信息,并通过Raft一致性算法保证了数据的高可用性和强一致性。 Kubernetes , Kubernetes(简称K8s)是一个开源的容器管理系统,用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。Kubernetes使用Etcd来存储集群的状态和配置信息,如Pods、Services、ReplicaSets等资源对象的状态,以及集群的网络配置、访问控制策略等重要数据。 分布式锁 , 在分布式系统中,分布式锁是一种同步机制,用于协调多个节点对共享资源的访问权限,防止并发操作导致的数据不一致问题。Etcd提供的分布式锁服务可以确保在同一时刻,只有一个客户端能够获得并执行特定的业务逻辑,从而实现多节点间的协同工作与数据一致性。 Raft一致性算法 , Raft是一种分布式一致性协议,用于在一组机器之间复制日志并维护集群状态的一致性。在Etcd中,Raft负责管理成员节点之间的通信和数据同步,即使在部分节点失效的情况下也能确保集群的整体稳定性和数据的正确性。当新的etcd节点尝试加入集群时,会通过Raft协议进行协商和确认,以保证集群数据的完整性和一致性。
2023-08-29 20:26:10
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寂静森林
Greenplum
...reenplum中的数据类型和精度:一次深入实践之旅 1. 引言 在大数据领域,Greenplum作为一款开源且高度可扩展的MPP(大规模并行处理)数据库,以其卓越的大规模数据分析能力深受广大用户的青睐。在实际操作时,我们可能会遇到需要对表格里的数据类型或者精度进行微调的情况。这背后的原因五花八门,可能是为了更有效地利用存储空间,让查询速度嗖嗖提升;也可能是为了更好地适应业务发展,满足那些新冒出来的需求点。这篇内容,咱们会手把手地通过一些实实在在的代码实例,带你逐个步骤掌握如何在Greenplum里搞定这个操作。同时,咱们还会边走边聊,一起探讨在这个过程中可能会踩到的坑以及相应的填坑大法。 2. 理解Greenplum的数据类型与精度 在Greenplum中,每列都有特定的数据类型,如整数(integer)、浮点数(real)、字符串(varchar)等,而精度则是针对数值型数据类型的特性,如numeric(10,2)表示最大整数位数为10,小数位数为2。理解这些基础概念是进行调整的前提。 sql -- 创建一个包含不同数据类型的表 CREATE TABLE test_data_types ( id INT, name VARCHAR(50), salary NUMERIC(10,2) ); 3. 调整Greenplum中的数据类型 场景一:改变数据类型 例如,假设我们的salary字段原先是INTEGER类型,现在希望将其更改为NUMERIC以支持小数点后的精度。 sql -- 首先,我们需要确保所有数据都能成功转换到新类型 ALTER TABLE test_data_types ALTER COLUMN salary TYPE NUMERIC; -- 或者,如果需要同时指定精度 ALTER TABLE test_data_types ALTER COLUMN salary TYPE NUMERIC(10,2); 注意,修改数据类型时必须保证现有数据能成功转换到新的类型,否则操作会失败。在执行上述命令前,最好先运行一些验证查询来检查数据是否兼容。 场景二:增加或减少数值类型的精度 若要修改salary字段的小数位数,可以如下操作: sql -- 增加salary字段的小数位数 ALTER TABLE test_data_types ALTER COLUMN salary TYPE NUMERIC(15,4); -- 减少salary字段的小数位数,系统会自动四舍五入 ALTER TABLE test_data_types ALTER COLUMN salary TYPE NUMERIC(10,1); 4. 考虑的因素与挑战 - 数据完整性与一致性:在调整数据类型或精度时,务必谨慎评估变更可能带来的影响,比如精度降低可能导致的数据丢失。 - 性能开销:某些数据类型之间的转换可能带来额外的CPU计算资源消耗,尤其是在大表上操作时。 - 索引重建:更改数据类型后,原有的索引可能不再适用,需要重新创建。 - 事务与并发控制:对于大型生产环境,需规划合适的维护窗口期,以避免在数据类型转换期间影响其他业务流程。 5. 结语 调整Greenplum中的数据类型和精度是一个涉及数据完整性和性能优化的关键步骤。在整个这个过程中,我们得像个侦探一样,深入地摸透业务需求,把数据验证做得像查户口似的,仔仔细细,一个都不能放过。同时,咱们还要像艺术家设计蓝图那样,精心策划每一次的变更方案。为啥呢?就是为了在让系统跑得飞快的同时,保证咱的数据既整齐划一又滴水不漏。希望这篇东西里提到的例子和讨论能实实在在帮到你,让你在用Greenplum处理数据的时候,感觉就像个武林高手,轻松应对各种挑战,游刃有余,毫不费力。
2024-02-18 11:35:29
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彩虹之上
ZooKeeper
...eper中“无法访问数据节点”这一问题的成因与解决方案后,我们可以进一步关注Apache Zookeeper在实际应用场景中的最新动态和发展趋势。近期,随着云计算和大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。
2023-02-03 19:02:33
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青春印记-t
Hive
存储过程 , 在数据库系统中,存储过程是一种预编译的、可重复使用的SQL语句集合,它封装了一系列逻辑操作,并可以接受输入参数和返回结果集。在Hive环境中,存储过程允许用户定义一组复杂的查询或数据处理任务,然后通过一个简单的调用即可执行这些任务,从而提高代码复用性和执行效率,同时还能实现对系统安全性的增强。 ACID事务 , ACID是Atomic(原子性)、Consistency(一致性)、Isolation(隔离性)和Durability(持久性)四个单词的首字母缩写,它是关系型数据库管理系统确保数据完整性和一致性的核心原则。在Hive 3.0版本中,引入了对ACID事务的支持,意味着Hive能够支持满足这四项特性的事务处理,保证即使在并发环境下,对数据的操作也能保持如同单个操作那样的效果,确保数据的一致性和可靠性。 Apache Spark SQL , Apache Spark SQL是Apache Spark项目的一部分,它提供了一种用于处理结构化数据和进行SQL查询的接口。Spark SQL不仅支持传统的SQL查询语法,还与Spark Core API无缝集成,允许开发者使用DataFrame和Dataset API进行编程,实现高效的数据处理和分析。相较于Hive,Spark SQL具有更低的延迟和更强的实时处理能力,在现代大数据处理场景下得到了广泛应用,也可以实现类似于存储过程的功能,如通过用户自定义函数(UDF)和DataFrame API组合实现复杂业务逻辑的封装与执行。
2023-06-04 18:02:45
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红尘漫步-t
ZooKeeper
...调组件,以其严谨的强一致性保证和灵活的服务注册与发现机制赢得了广泛的应用。然而,在我们平时使用ZooKeeper的临时节点这个功能时,可能会碰到一个叫"NoChildrenForEphemeralException"的小插曲。这个异常呢,大多数情况下,都是在你想给临时节点添个“小崽崽”(创建子节点)的时候蹦出来的。本文将通过深入探讨该异常的含义、产生原因,并结合实际代码示例,来分享如何有效地处理这一问题。 一、理解NoChildrenForEphemeralException(2) NoChildrenForEphemeralException是ZooKeeper客户端API抛出的一种异常类型,它明确地告诉我们一个核心原则:在ZooKeeper中,临时节点不允许拥有子节点。这是因为临时节点的存在时间是紧跟它创建者的“脚步”的,就像会话结束就等于游戏over一样。只要这个会话说“拜拜”,那个临时节点连同它的小弟——所有相关数据,都会被系统自动毫不留情地清理掉。因此,允许临时节点有子节点将会导致数据不一致性和清理困难的问题。 二、异常产生的场景分析(3) 想象一下这样的场景:我们的应用正在使用ZooKeeper进行服务注册,其中每个服务实例都以临时节点的形式存在。如果咱想在某个服务的小实例(也就是临时节点)下面整出个子节点,用来表示这个服务更多的信息,这时候可能会蹦出来一个“NoChildrenForEphemeralException”的错误提示。 java String servicePath = "/services/serviceA"; String instancePath = zk.create(servicePath, null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); // 尝试在临时节点下创建子节点 String subNodePath = zk.create(instancePath + "/subnode", "additionalInfo".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); 上述代码段在执行zk.create()操作时,如果instancePath是一个临时节点,那么就会抛出"NoChildrenForEphemeralException"异常。 三、处理NoChildrenForEphemeralException的方法(4) 面对这个问题,我们需要重新设计数据模型,避免在临时节点下创建子节点。一个我们常会用到的办法就是在注册服务的时候,别把服务实例的相关信息设置成子节点,而是直接把它塞进临时节点的数据内容里头。就像是你往一个临时的文件夹里放信息,而不是另外再创建一个小文件夹来装它,这样更直接、更方便。 java String servicePath = "/services/serviceA"; byte[] data = "additionalInfo".getBytes(); String instancePath = zk.create(servicePath + "/instance_", data, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); 在这个例子中,我们将附加信息直接写入临时节点的数据部分,这样既满足了数据存储的需求,又遵循了ZooKeeper关于临时节点的约束规则。 四、思考与讨论(5) 处理"NoChildrenForEphemeralException"的关键在于理解和尊重ZooKeeper对临时节点的设定。这种表面上看着像是在“画地为牢”的设计,其实背后藏着一个大招,就是为了确保咱们分布式系统里的数据能够保持高度的一致性和安全性。在实际动手操作时,我们不光得把ZooKeeper API玩得贼溜,更要像侦探破案那样,抽丝剥茧地理解它背后的运行机制。这样一来,咱们才能在实际项目中把它运用得更加得心应手,解决那些可能冒出来的各种疑难杂症。 总结起来,当我们在使用ZooKeeper构建分布式系统时,对于"NoChildrenForEphemeralException"这类异常,我们应该积极地调整策略,遵循其设计规范,而非试图绕过它。只有这样,才能让ZooKeeper充分发挥其协调作用,服务于我们的分布式架构。这个过程,其实就跟咱们人类遇到挑战时的做法一样,不断反刍琢磨、摸索探寻、灵活适应,满载着各种主观情感的火花和智慧碰撞的精彩瞬间,简直不要太有魅力啊!
2023-07-29 12:32:47
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寂静森林
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知识学习
实践的时候请根据实际情况谨慎操作。
随机学习一条linux命令:
rsync -avz source destination
- 在本地或远程之间同步文件夹。
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