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大数据技术之高频面试题(十三): Redis和MySQL

问题导读:
1、如何理解缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿?
2、如何理解悲观锁、乐观锁?
3、MyISAM与InnoDB的区别是什么?
4、redis是单线程的,为什么那么快?



上一篇:大数据技术之高频面试题(十二):JavaSE


第11章 Redis(答案精简)
11.1 缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿


1)缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据。由于缓存命不中时会去查询数据库,查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询,造成缓存穿透。

解决方案:
① 是将空对象也缓存起来,并给它设置一个很短的过期时间,最长不超过5分钟
② 采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中,一个一定不存在的数据会被这个bitmap拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力
2)如果缓存集中在一段时间内失效,发生大量的缓存穿透,所有的查询都落在数据库上,就会造成缓存雪崩。
解决方案:
    尽量让失效的时间点不分布在同一个时间点
3)缓存击穿,是指一个key非常热点,在不停的扛着大并发,当这个key在失效的瞬间,持续的大并发就穿破缓存,直接请求数据库,就像在一个屏障上凿开了一个洞。
解决方案:
    可以设置key永不过期

11.2 哨兵模式
    主从复制中反客为主的自动版,如果主机Down掉,哨兵会从从机中选择一台作为主机,并将它设置为其他从机的主机,而且如果原来的主机再次启动的话也会成为从机。

11.3 数据类型

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11.4 持久化
1)RDB持久化:
①    在指定的时间间隔内持久化
②    服务shutdown会自动持久化
③  输入bgsave也会持久化
2)AOF :  以日志形式记录每个更新操作
Redis重新启动时读取这个文件,重新执行新建、修改数据的命令恢复数据。
保存策略:
推荐(并且也是默认)的措施为每秒持久化一次,这种策略可以兼顾速度和安全性。
缺点:
1  比起RDB占用更多的磁盘空间
2 恢复备份速度要慢
3 每次读写都同步的话,有一定的性能压力
4 存在个别Bug,造成恢复不能
选择策略:
官方推荐:
如果对数据不敏感,可以选单独用RDB;不建议单独用AOF,因为可能出现Bug;如果只是做纯内存缓存,可以都不用

11.5 悲观锁
执行操作前假设当前的操作肯定(或有很大几率)会被打断(悲观)。基于这个假设,我们在做操作前就会把相关资源锁定,不允许自己执行期间有其他操作干扰。

11.6 乐观锁
执行操作前假设当前操作不会被打断(乐观)。基于这个假设,我们在做操作前不会锁定资源,万一发生了其他操作的干扰,那么本次操作将被放弃。Redis使用的就是乐观锁。



第12章 MySql

12.1 MyISAM与InnoDB的区别


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12.2 索引
数据结构:B+Tree
一般来说能够达到range就可以算是优化了 idx name_deptId
口诀(两个法则加6种索引失效的情况)
全值匹配我最爱,最左前缀要遵守;
带头大哥不能死,中间兄弟不能断;
索引列上少计算,范围之后全失效;
LIKE百分写最右,覆盖索引不写*;
不等空值还有OR,索引影响要注意;
VAR引号不可丢,SQL优化有诀窍。

12.3 b-tree和b+tree的区别
1) B-树的关键字、索引和记录是放在一起的, B+树的非叶子节点中只有关键字和指向下一个节点的索引,记录只放在叶子节点中。
2) 在B-树中,越靠近根节点的记录查找时间越快,只要找到关键字即可确定记录的存在;而B+树中每个记录的查找时间基本是一样的,都需要从根节点走到叶子节点,而且在叶子节点中还要再比较关键字。

12.4 redis是单线程的,为什么那么快
1)完全基于内存,绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速。
2)数据结构简单,对数据操作也简单,Redis中的数据结构是专门进行设计的
3)采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗
4)使用多路I/O复用模型,非阻塞IO
5)使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求

12.5 MySQL的事务
一、事务的基本要素(ACID)

1、原子性(Atomicity):事务开始后所有操作,要么全部做完,要么全部不做,不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错,会回滚到事务开始前的状态,所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体,就像化学中学过的原子,是物质构成的基本单位
2、一致性(Consistency):事务开始前和结束后,数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账,不可能A扣了钱,B却没收到。
3、隔离性(Isolation):同一时间,只允许一个事务请求同一数据,不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱,在A取钱的过程结束前,B不能向这张卡转账。
4、持久性(Durability):事务完成后,事务对数据库的所有更新将被保存到数据库,不能回滚。

二、事务的并发问题
1、脏读:事务A读取了事务B更新的数据,然后B回滚操作,那么A读取到的数据是脏数据
2、不可重复读:事务 A 多次读取同一数据,事务 B 在事务A多次读取的过程中,对数据作了更新并提交,导致事务A多次读取同一数据时,结果 不一致
3、幻读:系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级,但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录,当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来,就好像发生了幻觉一样,这就叫幻读。
小结:不可重复读的和幻读很容易混淆,不可重复读侧重于修改,幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行,解决幻读需要锁表

三、MySQL事务隔离级别

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