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“明日便是決賽了，咋只會用法器沒練過法術(shù)呢?！薄?/p>
選手休息室內(nèi)，一臉嫉妒的陳彥宇盯著正在擦拭（炫耀）法器的李小庚，揶揄道。
陳彥宇，通遼州可汗市人，三年前突破筑基期，在去往天道劍宗的路上被兇人擄走，待醒來時已經(jīng)出現(xiàn)在了萬法仙門里。當(dāng)時身邊站著一個聲音像極了綁架自己的兇人的人，他自稱是萬法仙門教研室主任。據(jù)那人描述當(dāng)時正在行俠仗義，發(fā)現(xiàn)陳彥宇被邪惡的天道劍宗的邪修抓住，便怒從心生，與其大戰(zhàn)了三百回合，最后解救下自己，同時并且為了補償自己便強行將自己收入門下。
“你知道人與動物最大的區(qū)別是什么嗎？”李小庚沒有理會這個未來手下敗將的挑釁。
“你知道作為數(shù)據(jù)庫類型的法器，最害怕的是什么嗎？”陳彥宇見李小庚如此目中無人，沒有再在休息室待下去，轉(zhuǎn)頭走向擂臺：“希望你回去不要被你師父打屁股?！?/p>
“額，也不是不行。”
“？”
決賽現(xiàn)場，因為是筑基期比賽，所以來的觀眾并不多，主要分為三部分：李小庚的迷妹和少量迷弟，之前的陳彥宇和李小庚的手下敗將，還有級別不夠無法觀看結(jié)丹期比賽的煉氣期弟子。
“李小庚師兄好帥！李小庚師兄必勝！”
“哼，要不是我當(dāng)初棋差一招，今天臺上的兩人之中必有我?！?/p>
“解說呢？解說快點就位，馬上開始了！”
作為傳統(tǒng)老牌強派，萬法仙門門派大比的基本秩序還是有的，至少不會出現(xiàn)什么賣瓜子花生潛水艇之類的流動小販。
擂臺上。
李小庚還是那一襲白衣（云霄殿專屬校服），配上背后若隱若現(xiàn)的如羽毛般的紅白飛劍，如同天使降臨，一瞥一笑皆是畫卷。
陳彥宇那邊則顯得普通很多，普通的萬法仙門弟子服裝加上手上普通的小盒子。
望著擂臺下最大的組織“李小庚后援會”，陳彥宇心中暗暗想到：“三十年河?xùn)|，三十年河西，平日里只教你李小庚放火，今日我陳彥宇也要點燈！”
“李小庚，你可知JMeter？”陳彥宇舉起手中的小盒子，活脫脫就像銀角大王拿著葫蘆。
“知道怎樣，不知又怎樣？”李小庚撇了撇灰蒙蒙的盒子，又看了看自己背后的天使之翼，笑麻了。
“好！”陳彥宇被李小庚的囂張給震驚到了，不氣反笑：“我今日便好好給你講講什么是JMeter?！?/p>
JMeter忽然自己漂浮在空中，陳彥宇則像是在進行鋼琴演奏一般，雙手在上面揮舞出了殘影，無數(shù)只有修真人士才能看見的電磁波從盒子上向李小庚激蕩而出。
jmeter -n -t testplan/RedisLock.jmx -l testplan/result/result.txt -e -o testplan/webreport
“不知道你用了那么久的數(shù)據(jù)庫類法器，知不知道什么叫擊穿、雪崩和穿透！”陳彥宇仿佛已經(jīng)看見了自己的勝利。
作為一個正常的筑基期弟子，參加普通的門派大比，一路打敗各殿優(yōu)秀弟子終于走到了決賽，卻發(fā)現(xiàn)決賽的對手不僅帥的慘絕人寰，還從一開始就拿出了很多金丹真人都沒有的大殺器redis集群，對于任何人來說都是崩潰的。不過，針對這種數(shù)據(jù)庫類型的法器，陳彥宇還是有過了解的，只需要通過大量的數(shù)據(jù)擊穿對方一點，便能夠讓其超載重啟。那個時候，這個自己和小白臉就可以正面對決了，甚至法器超載還會影響對方的處理能力。
“看來你對redis的了解實在是太少了。”李小庚甚至直接背對著陳彥宇，背后紅白小劍組成的翅膀無風(fēng)自動，完全無視了陳彥宇的攻擊。
一、redis解決緩存雪崩、擊穿、穿透問題
1、1 緩存雪崩
顧名思義，大家應(yīng)該都見過雪崩，無論是現(xiàn)實中還是網(wǎng)絡(luò)上。那場景，頗有種天崩地裂的感覺，而對于數(shù)據(jù)庫來說，緩存雪崩，也說得上是一種天崩地裂了。
同一時間Redis緩存大面積失效，那一瞬間Redis跟不存在一樣，這個時候數(shù)據(jù)直接請求到數(shù)據(jù)庫。你想想，緩存的意義就是減少DB，如果緩存沒有了，大量的請求還不直接打爆數(shù)據(jù)庫？
緩存雪崩如何出現(xiàn)的？
- 大量的緩存同時失效，可能是同時間生成，同時間到期
- 緩存同時被刪除
- 緩存層出現(xiàn)了錯誤，不能正常工作了
解決辦法：
- 1、批量往Redis存數(shù)據(jù)的時候，把每個KEY失效時間都增加隨機值，保證不會同時失效
- 2、設(shè)置熱點數(shù)據(jù)永不過期，有更新操作就更新緩存（但是這個方法不好，永不過期導(dǎo)致緩存大量堆積，很多緩存不一定有用）
- 3、Redis集群部署，將熱點數(shù)據(jù)均勻分布在不同Redis庫中也能避免全部失效，避免了Redis出現(xiàn)問題導(dǎo)致緩存雪崩
1、2緩存擊穿
有一個Key非常熱點，在不?？钢蟛l(fā)，大并發(fā)集中對這一點進行訪問，當(dāng)這個Key失效的瞬間、大量并發(fā)擊穿緩存，直接訪問數(shù)據(jù)庫。
其實緩存擊穿，真的算不上什么特別大的問題，畢竟不是每個公司都在同一個Key上都有那么大的熱點，只需要設(shè)置好過期時間，穩(wěn)定好Redis集群，緩存擊穿不難避免。
解決辦法：
- 1、設(shè)置熱點數(shù)據(jù)永不過期
- 2、增加互斥鎖【簡單地來說，就是在緩存失效的時候（判斷拿出來的值為空），不是立即去load db，而是先使用緩存工具的某些帶成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD）去set一個mutex key，當(dāng)操作返回成功時，再進行l(wèi)oad db的操作并回設(shè)緩存】
在我的經(jīng)驗來看，設(shè)置互斥鎖顯然沒有必要，一個熱點永不過期就能解決的問題，為什么還要用到鎖？這不是平白增加復(fù)雜度嗎？也許在特殊場景能看到，但是對于我這個小白來說，僅僅能在各位大牛的博客里看到這個觀點。
1、3緩存穿透
從名字上來看，緩存擊穿和緩存穿透很像，實際上頁比較像，但是既然區(qū)分了出來，自然有一些不同的地方
緩存穿透的概念很簡單，用戶想要查詢一個數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫沒有，也就是緩存沒有命中，于是向持久層數(shù)據(jù)庫查詢。發(fā)現(xiàn)也沒有，于是本次查詢失敗。當(dāng)用戶很多的時候，緩存都沒有命中，于是都去請求了持久層數(shù)據(jù)庫。這會給持久層數(shù)據(jù)庫造成很大的壓力，這時候就相當(dāng)于出現(xiàn)了緩存穿透。
但是，緩存穿透真正要防止的是黑客。
如果一個黑客每次故意查詢一個在緩存內(nèi)必然不存在的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致每次請求都要去存儲層去查詢，這樣緩存就失去了意義。如果在大流量下數(shù)據(jù)庫可能掛掉，這也是緩存擊穿。
解決辦法：
- 1、增加參數(shù)校驗
- 2、從網(wǎng)關(guān)層Nginx增加配置項，對單個IP每秒訪問次數(shù)超出閾值的拉黑處理
- 3、Bloom Filter 能很好地防止緩存穿透、他的原理也很簡單的就是利用高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法快速判斷出你這個Key是否在數(shù)據(jù)庫，不存在直接return、存在就直接去DB刷新KV再return
redis利用布隆過濾器來防止緩存擊穿，主要是通過將已存在的緩存放到布隆過濾器中，當(dāng)黑客訪問不存在的緩存時迅速返回避免緩存及DB掛掉。
1、4布隆過濾器
布隆過濾器本質(zhì)上布隆過濾器是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比較巧妙的概率型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（probabilistic data structure），特點是高效地插入和查詢，可以用來告訴你 “某樣?xùn)|西一定不存在或者可能存在”。
布隆過濾器是由一個很長的bit數(shù)組和一系列哈希函數(shù)組成的。
數(shù)組的每個元素都只占1bit空間，并且每個元素只能為0或1。
布隆過濾器擁有k個哈希函數(shù)，當(dāng)一個元素加入布隆過濾器時，會使用k個哈希函數(shù)對其進行k次計算,得到k個哈希值，并且根據(jù)得到的哈希值，在位數(shù)組中把對應(yīng)下標的值置位1。
判斷某個數(shù)是否在布隆過濾器中，就對該元素進行k次哈希計算，得到的值在位數(shù)組中判斷每個元素是否都為1，如果每個元素都為1，就說明這個值在布隆過濾器中。
當(dāng)插入的元素越來越多時，當(dāng)一個不在布隆過濾器中的元素，經(jīng)過同樣規(guī)則的哈希計算之后，得到的值在位數(shù)組中查詢，有可能這些位置因為其他的元素先被置1了。
所以布隆過濾器存在誤判的情況，但是如果布隆過濾器判斷某個元素不在布隆過濾器中，那么這個值就一定不在。
讓我們繼續(xù)深入
1、5布谷鳥過濾器
為了解決布隆過濾器不能刪除元素的問題, 論文《Cuckoo Filter：Better Than Bloom》作者提出了布谷鳥過濾器。相比布隆過濾器，布谷鳥過濾器有以下幾點：查詢性能更強、空間利用效率更高、支持反向操作（刪除）以及計數(shù)。
布谷鳥過濾器名稱源于采取了一種和布谷鳥一樣的養(yǎng)娃方法，最原始的布谷鳥哈希方法是使用兩個哈希函數(shù)對一個
key進行哈希，得到桶中的兩個位置。
- 如果兩個位置都為為空則將
key隨機存入其中一個位置- 如果只有一個位置為空則存入為空的位置
- 如果都不為空，則隨機踢出一個元素，踢出的元素再重新計算哈希找到相應(yīng)的位置
布谷鳥過濾器源于布谷鳥哈希算法，他巧妙的設(shè)計了一個獨特的 hash 函數(shù)，使得可以根據(jù) p1 和 元素指紋 直接計算出 p2，而不需要完整的 x 元素。
從下面的公式中可以看出，當(dāng)我們知道 fp 和 p1，就可以直接算出 p2。同樣如果我們知道 p2 和 fp，也可以直接算出 p1。
fp = fingerprint(x) p1 = hash(x) p2 = p1 ^ hash(fp) // 異或所以我們根本不需要知道當(dāng)前的位置是 p1 還是 p2，只需要將當(dāng)前的位置和 hash(fp) 進行異或計算就可以得到對偶位置。而且只需要確保 hash(fp) != 0 就可以確保 p1 != p2，如此就不會出現(xiàn)自己踢自己導(dǎo)致死循環(huán)的問題。
聽完李小庚的介紹后，陳彥宇突然啞然失笑：“原來如此，我以為我的JMeter可以克制數(shù)據(jù)庫，所以大數(shù)據(jù)攻擊可以擊穿你的數(shù)據(jù)庫，沒想到小丑竟是我自己?！?/p>
“其實你不必懊惱，你的想法是沒錯的，克制數(shù)據(jù)庫最好的武器就是大量的數(shù)據(jù)，只是要擊穿我整個redis集群，你這單臺服務(wù)器運行的JMeter還是不夠看。”陳彥宇安慰道，作為勝利者自然應(yīng)該有著勝利者的體面。
“即使我有足夠的JMeter服務(wù)器，你肯定還有后手對吧?！标悘┯畈桓市牡膯枴?/p>
“bingo！”李小庚一步一步接近被redis集群鎖住氣息的陳彥宇，輕輕取下失去主人法力支持只能安靜漂浮在空中的盒子：“既然Redis能儲存數(shù)據(jù)，自然也能實時的刪除多余的數(shù)據(jù)?！?/p>
二、內(nèi)存淘汰機制
既然Redis能儲存數(shù)據(jù)，自然也就需要能刪除多余的數(shù)據(jù)，不然，空間都被占滿了，新的內(nèi)容放在哪里？聰明的程序員提出了兩個個辦法解決Redis的內(nèi)存問題。
- 1、定時刪除——通過定時器刪除過期的數(shù)據(jù)
- 2、惰性刪除——查詢后如果過期就不返回、過期則刪除。這種情況容易出現(xiàn)很多冗余數(shù)據(jù)導(dǎo)致占用大量空間
2、1、定時刪除
創(chuàng)建一個定時器,當(dāng)key設(shè)置有過期時間,且過期時間到達時,由定時器任務(wù)立即執(zhí)行對鍵的刪除操作，默認100ms就隨機抽一些key判斷是否過期，過期的話就刪除，用處理器性能換取存儲空間(拿時間換空間)
優(yōu)點:節(jié)約內(nèi)存,到時就刪除,快速釋放掉不必要的內(nèi)存占用
缺點:CPU壓力很大,無論CPU此時負載量多高,均占用CPU,會影響redis服務(wù)器響應(yīng)時間和指令吞吐量
2、2惰性刪除
當(dāng)Redis中的數(shù)據(jù)到了過期時間,我們先不做處理。等下次訪問該數(shù)據(jù)時進行一次判斷，如果未過期,就正常返回，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已過期,立刻刪除,然后返回不存在，用存儲空間換取處理器性能(拿空間換時間)
優(yōu)點:節(jié)約CPU性能,發(fā)現(xiàn)必須刪除的時候才刪除
缺點:內(nèi)存壓力很大,出現(xiàn)長期占用內(nèi)存的數(shù)據(jù)
不知道大家不知道發(fā)現(xiàn)了沒有，大部分的算法，不是時間換空間，就是空間換時間。剛剛發(fā)現(xiàn)這個秘密的我簡直驚呆了，這就是人類的終極奧秘之一了，只要我們知道這個訣竅，就能解決大部分的問題。
2、3淘汰機制
在Redis的redis.config文件中還可通過搜索maxmemory-policy來設(shè)置淘汰機制
noeviction：當(dāng)內(nèi)存使用達到閾值的時候，所有引起申請內(nèi)存的命令會報錯。 allkeys-lru：在主鍵空間中，優(yōu)先移除最近未使用的key。 volatile-lru：在設(shè)置了過期時間的鍵空間中，優(yōu)先移除最近未使用的key。 allkeys-random：在主鍵空間中，隨機移除某個key。 volatile-random：在設(shè)置了過期時間的鍵空間中，隨機移除某個key。 volatile-ttl：在設(shè)置了過期時間的鍵空間中，具有更早過期時間的key優(yōu)先移除。
“你練習(xí)過線程池神功，所以你也知道，一個適合的淘汰策略能解決許多的問題，而對于redis也一樣，我只需要適當(dāng)?shù)匦薷膮?shù)，讓最近存儲的數(shù)據(jù)都快速淘汰掉，便能防止內(nèi)存壓力過大?！崩钚「粋€響指解除了redis集群對陳彥宇的鎖定，又將JMeter放到他的手中：“說到底，硬件差距太大，再好的策略也沒有用?！?/p>
“你要做甚？”陳彥宇很不解的看著李小庚的行為：“你是在羞辱我嗎？”
“你不是要和我正面對決嗎？我給你這個機會！”說罷，redis集群像一群小蜜蜂一樣，回到了李長庚的空間戒指內(nèi)。
陳彥宇已經(jīng)被李小庚的才學(xué)與氣度所折服，本來想就此認輸，但是為了給對方留下一個好印象，便最大程度運起《Java真經(jīng)》，全力以赴道：“長庚師兄，雖然我知道無論是否使用法器，你的修為都在我之上，但是你也要小心哦，我不會差你太多的！”
（注：在門派同屆內(nèi)修為更高者為師兄）
您好，我是南橘，萬法仙門的掌門，剛剛從九州世界穿越到地球，因為時空亂流的影響導(dǎo)致我的法力全失，現(xiàn)在不得不通過這個平臺向廣大修真天才們借去力量。你們的每一個點贊，每一個關(guān)注都是讓我回到九州世界的助力，兄弟萌來為我注入修為吧！關(guān)注WX號：南橘ryc 。
等我回去以后，大家都是萬法仙門的長老，我會給大家數(shù)不盡的天材地寶，人人如龍，全民飛升。
