【05期】Redis常见问题理解

Redis常见问题

1. 什么是缓存血崩?怎么解决 ?

通常,我们会使用缓存用于缓冲对 DB 的冲击,如果缓存宕机,所有请求将直接打在 DB,造成 DB 宕机——从而导致整个系统宕机。

解决方法:

2 种策略(同时使用):

  • 对缓存做高可用,防止缓存宕机

  • 使用断路器,如果缓存宕机,为了防止系统全部宕机,限制部分流量进入DB,保证部分可用,其余的请求返回断路器的默认值。

2. 什么是缓存穿透?怎么解决?

解释 1:缓存查询一个没有的 key,同时数据库也没有,如果黑客大量的使用这种方式,那么就会导致 DB 宕机。

解决方案:我们可以使用一个默认值来防止,例如,当访问一个不存在的 key,然后再去访问数据库,还是没有,那么就在缓存里放一个占位符比如说NULL等等,下次来的时候,检查这个占位符,如果发生时占位符,就不去数据库查询了,防止 DB 宕机。

解释 2:大量请求查询一个刚刚失效的 key,导致 DB 压力倍增,可能导致宕机,但实际上,查询的都是相同的数据。

解决方案:可以在这些请求代码加上双重检查锁。但是那个阶段的请求会变慢。不过总比 DB 宕机好。

3. 什么是缓存并发竞争?怎么解决?

解释:多个客户端写一个 key,如果顺序错了,数据就不对了。但是顺序我们无法控制。

解决方案:使用分布式锁,例如 zk,同时加入数据的时间戳。同一时刻,只有抢到锁的客户端才能写入,同时,写入时,比较当前数据的时间戳和缓存中数据的时间戳。

4.什么是缓存和数据库双写不一致?怎么解决?

解释:连续写数据库和缓存,但是操作期间,出现并发了,数据不一致了。

通常,更新缓存和数据库有以下几种顺序:

  • 先更新数据库,再更新缓存。

  • 先删缓存,再更新数据库。

  • 先更新数据库,再删除缓存。

三种方式的优劣来看一下:

先更新数据库,再更新缓存。

这么做的问题是:当有 2 个请求同时更新数据,那么如果不使用分布式锁,将无法控制最后缓存的值到底是多少。也就是并发写的时候有问题。

先删缓存,再更新数据库

这么做的问题:如果在删除缓存后,有客户端读数据,将可能读到旧数据,并有可能设置到缓存中,导致缓存中的数据一直是老数据。

有 2 种解决方案:

  • 使用“双删”,即删更删,最后一步的删除作为异步操作,就是防止有客户端读取的时候设置了旧值。

  • 使用队列,当这个key不存在时,将其放入队列,串行执行,必须等到更新数据库完毕才能读取数据。

总的来讲,比较麻烦。

先更新数据库,再删除缓存

这个实际是常用的方案,但是有很多人不知道,这里介绍一下,这个叫 Cache Aside Pattern,老外发明的。

如果在更新数据库之前,缓存刚好失效了,读客户端有可能读到旧值,然后在写客户端删除缓存结束后再次设置了旧值,非常巧合的情况。

有 2 个前提条件:缓存在写之前的时候失效,同时,在写客户度删除操作结束后,放置旧数据 —— 也就是读比写慢。甚至有的写操作还会锁表。

所以,这个很难出现,但是如果出现了怎么办?使用双删!!!记录更新期间有没有客户端读数据库,如果有,在更新完数据库之后,执行延迟删除。

还有一种可能,如果执行更新数据库,准备执行删除缓存时,服务挂了,执行删除失败怎么办???

这就坑了!!!不过可以通过订阅数据库的 binlog 来删除。

旁路缓存Cache Aside Pattern方案:

对于读请求

  • 先读cache,再读db
  • 如果,cache hit,则直接返回数据
  • 如果,cache miss,则访问db,并将数据set回缓存

    对于写请求

  • 淘汰缓存,而不是更新缓存

  • 先操作数据库,再淘汰缓存

Cache Aside Pattern为什么建议淘汰缓存,而不是更新缓存?

如果更新缓存,在并发写时,可能出现数据不一致。如果采用set缓存,在两个并发写发生时,由于无法保证时序,此时不管先操作缓存还是先操作数据库,都可能出现:

-(1)请求1先操作数据库,请求2后操作数据库

-(2)请求2先set了缓存,请求1后set了缓存

导致,数据库与缓存之间的数据不一致。

所以,Cache Aside Pattern建议,delete缓存,而不是set缓存。

Cache Aside Pattern为什么建议先操作数据库,再操作缓存?

在并发读写发生时,由于无法保证时序,可能出现:

(1)写请求淘汰了缓存

(2)写请求操作了数据库(主从同步没有完成)

(3)读请求读了缓存(cache miss)

(4)读请求读了从库(读了一个旧数据)

(5)读请求set回缓存(set了一个旧数据)

(6)数据库主从同步完成

导致,数据库与缓存的数据不一致。

所以,Cache Aside Pattern建议,先操作数据库,再操作缓存。

Cache Aside Pattern方案存在什么问题?

答:如果先操作数据库,再淘汰缓存,在原子性被破坏时:

(1)修改数据库成功了

(2)淘汰缓存失败了

导致,数据库与缓存的数据不一致。

【04期】Object类相关方法

Object类包含哪些方法

Java语言是一种单继承结构语言,Java中所有的类都有一个共同的祖先。这个祖先就是Object类。
如果一个类没有用extends明确指出继承于某个类,那么它默认继承Object类。
Object的方法我们在平时基本都会用到,但如果没有准备被忽然这么一问,还是有点懵圈的。
Object类是Java中所有类的基类。位于java.lang包中,一共有13个方法。

1.Object()

这个没什么可说的,Object类的构造方法。(非重点)

2.registerNatives()

为了使JVM发现本机功能,他们被一定的方式命名。例如,对于java.lang.Object.registerNatives,对应的C函数命名为Java_java_lang_Object_registerNatives。

通过使用registerNatives(或者更确切地说,JNI函数RegisterNatives),可以命名任何你想要你的C函数。(非重点)

3.clone()

clone()函数的用途是用来另存一个当前存在的对象。只有实现了Cloneable接口才可以调用该方法,否则抛出CloneNotSupportedException异常。(注意:回答这里时可能会引出设计模式的提问)

4.getClass()

final方法,用于获得运行时的类型。该方法返回的是此Object对象的类对象/运行时类对象Class。效果与Object.class相同。(注意:回答这里时可能会引出类加载,反射等知识点的提问)

5.equals()

equals用来比较两个对象的内容是否相等。默认情况下(继承自Object类),equals和==是一样的,除非被覆写(override)了。(注意:这里可能引出更常问的“equals与==的区别”及hashmap实现原理的提问)

6.hashCode()

该方法用来返回其所在对象的物理地址(哈希码值),常会和equals方法同时重写,确保相等的两个对象拥有相等的hashCode。用于散列存储结构中确定数据的存储位置,hasCode代表的对象地址就是对象在hash表中的位置,物理地址说的是放在内存中的地址,为了查找的便捷性(同样,可能引出hashmap实现原理的提问)

7.toString()

toString()方法返回该对象的字符串表示,这个方法没什么可说的。

8.wait()

导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。(引出线程通信及“wait和sleep的区别”的提问)

9.wait(long timeout)

导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量。(引出线程通信及“wait和sleep的区别”的提问)

10.wait(long timeout, int nanos)

导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者其他某个线程中断当前线程,或者已超过某个实际时间量。(引出线程通信及“wait和sleep的区别”的提问)

11.notify()

唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。(引出线程通信的提问)

12. notifyAll()

唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。(引出线程通信的提问)

13.finalize()

当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时,由对象的垃圾回收器调用此方法。(非重点,但小心引出垃圾回收的提问)

引申常见问题

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
equals() 与 == 的区别是什么?

hashCode() 和 equals() 之间有什么联系?

wait()方法与sleep()方法的区别

为什么重写了equals就必须重写hashCode

HashMap的实现原理

谈谈类加载机制

【03期】如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap?

如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap?

问:如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap?

介绍
TreeMap<K,V>的Key值是要求实现java.lang.Comparable,所以迭代的时候TreeMap默认是按照Key值升序排序的;TreeMap的实现是基于红黑树结构。适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

HashMap<K,V>的Key值实现散列hashCode(),分布是散列的、均匀的,不支持排序;数据结构主要是桶(数组),链表或红黑树。适用于在Map中插入、删除和定位元素。

结论
如果你需要得到一个有序的结果时就应该使用TreeMap(因为HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。除此之外,由于HashMap有更好的性能,所以大多不需要排序的时候我们会使用HashMap。

拓展

1、HashMap 和 TreeMap 的实现

HashMap:基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()],为了优化HashMap空间的使用,您可以调优==初始容量==和==负载因子==。

HashMap(): 构建一个空的哈希映像

HashMap(Map m): 构建一个哈希映像,并且添加映像m的所有映射

HashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的哈希映像

HashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的哈希映像

TreeMap:基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

TreeMap():构建一个空的映像树

TreeMap(Map m): 构建一个映像树,并且添加映像m中所有元素

TreeMap(Comparator c): 构建一个映像树,并且使用特定的比较器对关键字进行排序

TreeMap(SortedMap s): 构建一个映像树,添加映像树s中所有映射,并且使用与有序映像s相同的比较器排序

2、HashMap 和 TreeMap 都是非线程安全

HashMap继承AbstractMap抽象类,TreeMap继承自SortedMap接口。

AbstractMap抽象类:覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对应的值都相同,则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和,其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此,不论映射内部顺序如何,两个相等映射会报告相同的哈希码。

SortedMap接口:它用来保持键的有序顺序。SortedMap接口为映像的视图(子集),包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外,处理SortedMap和处理SortedSet一样。添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口,否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeMap类是它的唯一一个实现。

3、TreeMap中默认是按照升序进行排序的,如何让他降序

通过自定义的比较器来实现

定义一个比较器类,实现Comparator接口,重写compare方法,有两个参数,这两个参数通过调用compareTo进行比较,而compareTo默认规则是:

  • 如果参数字符串等于此字符串,则返回 0 值;

  • 如果此字符串小于字符串参数,则返回一个小于 0 的值;

  • 如果此字符串大于字符串参数,则返回一个大于 0 的值。

自定义比较器时,在返回时多添加了个负号,就将比较的结果以相反的形式返回,代码如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
static class MyComparator implements Comparator{
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
// TODO Auto-generated method stub
String param1 = (String)o1;
String param2 = (String)o2;
return -param1.compareTo(param2);
}
}

之后,通过MyComparator类初始化一个比较器实例,将其作为参数传进TreeMap的构造方法中:

1
2
3
MyComparator comparator = new MyComparator();

Map<String,String> map = new TreeMap<String,String>(comparator);

使用自定义比较器:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
public class MapTest {

public static void main(String[] args) {
//初始化自定义比较器
MyComparator comparator = new MyComparator();
//初始化一个map集合
Map<String,String> map = new TreeMap<String,String>(comparator);
//存入数据
map.put("a", "a");
map.put("b", "b");
map.put("f", "f");
map.put("d", "d");
map.put("c", "c");
map.put("g", "g");
//遍历输出
Iterator iterator = map.keySet().iterator();
while(iterator.hasNext()){
String key = (String)iterator.next();
System.out.println(map.get(key));
}
}

static class MyComparator implements Comparator{

@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
// TODO Auto-generated method stub
String param1 = (String)o1;
String param2 = (String)o2;
return -param1.compareTo(param2);
}

}

}

【02期】你能说说Spring框架中Bean的生命周期吗?

1、实例化一个Bean--也就是我们常说的new;

2、按照Spring上下文对实例化的Bean进行配置--也就是IOC注入;

3、如果这个Bean已经实现了BeanNameAware接口,会调用它实现的setBeanName(String)方法,此处传递的就是Spring配置文件中Bean的id值

4、如果这个Bean已经实现了BeanFactoryAware接口,会调用它实现的setBeanFactory(setBeanFactory(BeanFactory)传递的是Spring工厂自身(可以用这个方式来获取其它Bean,只需在Spring配置文件中配置一个普通的Bean就可以);

5、如果这个Bean已经实现了ApplicationContextAware接口,会调用setApplicationContext(ApplicationContext)方法,传入Spring上下文(同样这个方式也可以实现步骤4的内容,但比4更好,因为ApplicationContext是BeanFactory的子接口,有更多的实现方法);

6、如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口,将会调用postProcessBeforeInitialization(Object obj, String s)方法,BeanPostProcessor经常被用作是Bean内容的更改,并且由于这个是在Bean初始化结束时调用那个的方法,也可以被应用于内存或缓存技术;

7、如果Bean在Spring配置文件中配置了init-method属性会自动调用其配置的初始化方法。

8、如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口,将会调用postProcessAfterInitialization(Object obj, String s)方法、;

注:以上工作完成以后就可以应用这个Bean了,那这个Bean是一个Singleton的,所以一般情况下我们调用同一个id的Bean会是在内容地址相同的实例,当然在Spring配置文件中也可以配置非Singleton,这里我们不做赘述。

9、当Bean不再需要时,会经过清理阶段,如果Bean实现了DisposableBean这个接口,会调用那个其实现的destroy()方法;

10、最后,如果这个Bean的Spring配置中配置了destroy-method属性,会自动调用其配置的销毁方法。

【01期】Spring,SpringMVC,SpringBoot,SpringCloud有什么区别和联系?

简单介绍

Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。Spring使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。

Spring MVC是Spring的一个模块,一个web框架。通过DispatcherServlet, ModelAndView 和 View Resolver,开发web应用变得很容易。主要针对的是网站应用程序或者服务开发——URL路由、Session、模板引擎、静态Web资源等等。

Spring配置复杂,繁琐,所以推出了Spring boot,约定优于配置,简化了spring的配置流程。

Spring Cloud构建于Spring Boot之上,是一个关注全局的服务治理框架。

Spring VS SpringMVC:

Spring是一个一站式的轻量级的java开发框架,核心是控制反转(IOC)和面向切面(AOP),针对于开发的WEB层(springMvc)、业务层(Ioc)、持久层(jdbcTemplate)等都提供了多种配置解决方案;

SpringMVC是Spring基础之上的一个MVC框架,主要处理web开发的路径映射和视图渲染,属于Spring框架中WEB层开发的一部分;

SpringMVC VS SpringBoot:

SpringMVC属于一个企业WEB开发的MVC框架,涵盖面包括前端视图开发、文件配置、后台接口逻辑开发等,XML、config等配置相对比较繁琐复杂;

SpringBoot框架相对于SpringMVC框架来说,更专注于开发微服务后台接口,不开发前端视图;

SpringBoot和SpringCloud:

SpringBoot使用了约定大于配置的理念,集成了快速开发的Spring多个插件,同时自动过滤不需要配置的多余的插件,简化了项目的开发配置流程,一定程度上取消xml配置,是一套快速配置开发的脚手架,能快速开发单个微服务;

SpringCloud大部分的功能插件都是基于SpringBoot去实现的,SpringCloud关注于全局的微服务整合和管理,将多个SpringBoot单体微服务进行整合以及管理;SpringCloud依赖于SpringBoot开发,而SpringBoot可以独立开发;

总结下来:

Spring是核心,提供了基础功能;

Spring MVC 是基于Spring的一个 MVC 框架 ;

Spring Boot 是为简化Spring配置的快速开发整合包;

Spring Cloud是构建在Spring Boot之上的服务治理框架。