【缓存】-缓存中间件

简介：主要介绍缓存中间件MemCached和Redis

MemCached

1、MemCached介绍
MemCached是一种基于内存的key-value存储，用来存储小块的任意数据（字符串、对象）。它便于快速开发，减轻开发难度，解决了大数据量缓存的很多问题，本质上，它是一个简洁的key-value存储系统

2、MemCached工作原理
主要通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度。见下图：
这里写图片描述

Redis

1、Redis简介

Redis 是完全开源免费的，是一个高性能的key-value数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：
（1）Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
（2）Redis支持String、list、set、zset、hash等数据结构的存储。
（3）Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

2、Linux下安装Redis

下载地址：/download
（1）下载并安装：

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.10.tar.gz
$ tar xzf redis-4.0.10.tar.gz
$ cd redis-4.0.10
$ make

（2）启动redis服务

$ cd src
$ ./redis-server

（3）使用redis客户端

$ cd src
$ ./redis-cli
redis> set companyName G7
OK
redis> get companyName 
"G7"

3、Java使用Redis

import ;
import .*;

/**
 * Created by pc on 2018/7/23.
 * Redis数据类型
 */
public class RedisDemo
{
    //String
    public static void redisString(){
        //连接 Redis 服务
        Jedis jedis = new Jedis("172.16.*.**",6379);
        System.out.println("连接成功");
        //查看服务是否运行
        System.out.println("Server is running: " + ());
        //设置 redis 字符串数据
        jedis.set("runoobkey", "");
        // 获取存储的数据并输出
        System.out.println("redis 存储的字符串为: "+ jedis.get("runoobkey"));
    }

    //list
    public static void redisList(){
        //连接 Redis 服务
        Jedis jedis = new Jedis("172.16.*.**",6379);
        System.out.println("连接成功");
        //存储数据到列表中
        ("site-list", "Baidu");
        ("site-list", "Google");
        ("site-list", "Taobao");
        // 获取存储的数据并输出
        List<String> list = ("site-list", 0 ,2);
        for(int i=0; i<(); i++) {
            System.out.println("列表项为: "+list.get(i));
        }
    }

    //set
    public static void redisSet(){
        //连接 Redis 服务
        Jedis jedis = new Jedis("172.16.*.**",6379);
        System.out.println("连接成功");
        //存入set的值
        Long mySet = ("websites", "Baidu", "Taobao", "Google");
        //获取set的值
        Set<String> website = ("websites");
        Iterator<String> it = ();
        while(()){
            System.out.println(());
        }
    }

    //hash
    public static void redisHash(){
        //连接 Redis 服务
        Jedis jedis = new Jedis("172.16.*.**",6379);
        System.out.println("连接成功");
        Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();
        ("Baidu","");
        ("Taobao","");
        ("Google","");
        ("website", hashMap);
        System.out.println(("website"));

    }

    public static void main(String[] args) {
        redisString();
//        redisList();
//        redisSet();
//        redisHash();
    }
}

运行后，如下图：
这里写图片描述

4、Redis缓存策略

（1）缓存【失效】：客户端请求数据先从缓存中查询，如果没有再查询数据库，最后将数据放入缓存
（2）缓存【命中】：客户端从缓存中直接取到数据，返回结果
（3）缓存【更新】：客户端写入数据到数据库，成功之后，让缓存失效（下次请求时从缓存中拿不到，则查询数据库，再放入缓存）

5、有问题的几种更新缓存策略

（1）先更新缓存，然后更新DB。见下图：
这里写图片描述

从图中可以看出，两个并发写操作，由于某些原因（io阻塞，cpu时间片分配，协程调度，网络原因等等），导致Thread2的更新DB晚于Thread1的更新DB，但是Redis中此时的数据Thread1的，而DB中的数据时Thread2的，这就出现了不一致的问题，DB中是脏数据

（2）先更新DB，然后更新缓存。见下图：
这里写图片描述

从图中可以看出，两个并发写操作，由于某些原因导致Thread2的更新Redis晚于Thread1的更新Redis ，但是DB中此时的数据Thread1的，而Redis中的数据时Thread2的，这就出现了不一致的问题

（3）先删除缓存，然后再更新数据库。见下图：
这里写图片描述

两个并发操作，一个是更新操作，另一个是查询操作，更新操作删除缓存后，查询操作没有命中缓存，会把老数据读出来后放到缓存中，然后更新操作更新了DB。于是，在缓存中的数据还是老的数据，导致缓存中的数据是脏的

（4）先数据库，成功之后，让缓存失效，下次请求时从缓存中拿不到，则查询数据库，再放入缓存。见下图：
这里写图片描述

这种更新策略是我们实际最常用的，但也可能出现问题。实际上出现问题的概率可能非常低，因为这个条件需要发生在读缓存时缓存失效，而且并发着有一个写操作。而实际上数据库的写操作会比读操作慢得多，而且还要锁表，而读操作必需在写操作前进入数据库操作，而又要晚于写操作更新缓存，所有的这些条件都具备的概率基本并不大。

6、Redis与MemCached的区别

（1）Redis和Memcache都是将数据存放在内存中，都是内存数据库。不过memcache还可用于缓存其他东西，例如图片、视频等等；
（2）Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，hash等数据结构的存储；
（3）虚拟内存–Redis当物理内存用完时，可以将一些很久没用到的value 交换到磁盘；
（4）分布式集群部署：
a、memcache集群节点间的数据是独立的，不能相互通讯，但可以利用magent开源软件解决 ;
b、Redis高可用的，可以做一主多从，主从之间进行数据同步。当Master宕机后，通过选举算法(Paxos、Raft)从slave中选举出新Master继续对外提供服务，主机恢复后以slave的身份重新加入
（5）存储数据安全–memcache挂掉后，数据没了；redis可以定期保存到磁盘（持久化）；
（6）灾难恢复–memcache挂掉后，数据不可恢复; redis数据丢失后可以通过aof恢复；

……完

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