大数据-38 Redis 高并发下的分布式缓存 Redis简介 缓存场景 读写模式 旁路模式 穿透模式 缓存模式 基本概念等

本文涉及的产品
云原生大数据计算服务MaxCompute,500CU*H 100GB 3个月
云原生大数据计算服务 MaxCompute,5000CU*H 100GB 3个月
简介: 大数据-38 Redis 高并发下的分布式缓存 Redis简介 缓存场景 读写模式 旁路模式 穿透模式 缓存模式 基本概念等

点一下关注吧!!!非常感谢!!持续更新!!!

目前已经更新到了:

Hadoop

HDFS

MapReduce

Hive

Flume

Sqoop

Zookeeper

HBase

Redis

章节内容

上一节我们完成了:


HBase Maven工程 POM引入

HBase JavaAPI

HBase Java实现 增、删、改、查

背景介绍

这里是三台公网云服务器,每台 2C4G,搭建一个Hadoop的学习环境,供我学习。

之前已经在 VM 虚拟机上搭建过一次,但是没留下笔记,这次趁着前几天薅羊毛的3台机器,赶紧尝试在公网上搭建体验一下。


2C4G 编号 h121

2C4G 编号 h122

2C2G 编号 h123

Redis简介

Redis(Remote Dictionary Server)远程字典服务。是用C语言开发的。

官方网站是:

http://redis.io/

Redis 数据类型

其中一共五种数据类型:


字符串类型

散列类型

列表类型

集合类型

有序集合类型

缓存场景

DB缓存

DB缓存,减轻DB服务器压力。

一般情况下数据存在数据库中,应用程序直接操作数据库。

当访问量上万,数据库压力增大,可以采取的方案有:


读写分离

分库分表

数据库的文件是在硬盘中,与内存做交换。

对于大量瞬时访问,会导致频繁IO而无法工作。


Session分离

传统的Session是由Tomcat自行维护和管理,在集群的Tomcat环境中,不同的Tomcat会有各自的Session。


各个Tomcat之间复制Session,性能损耗

不能保证Tomcat之间的Session实时同步

可以将登录后的Session信息存入 Redis 中,这样多个Tomcat服务器可以共享Session信息。

具体的整体架构图是:

分布式锁

一般锁是多线程 锁,但是在多个进程中,需要上锁的话,就需要分布式锁。


读写模式

旁路模式

Cache Aside Pattern 旁路缓存,是最经典的缓存+数据库读写模式

具体的方案是:读的时候,先读缓存,缓存没有再读数据库,读出后写入缓存。

代码逻辑上如下图:

当我们要更新数据的时候:先更新数据库,再删除缓存。

穿透模式

Read/Write Through Pattern 穿透读/穿透写 直接读/直接写 模式。


Read Through Pattern

Write Through Pattern

缓存模式

Write Behind Caching Pattern 只更新缓存模式

应用程序只更新缓存,缓存通过异步的方式将数据批量整合后写入DB。

不能实时同步数据,甚至宕机会丢数据。


Redis 适用场景

缓存使用,减轻DB压力

DB使用 用于临时存储数据

解决分布式场景下Session分离的问题

任务队列(秒杀,抢红包)乐观锁等等

应用排行榜

签到 bitmap

冷热数据交换

等等

缓存场景

Redis 常用于缓存系统,以提高数据读取速度并减轻数据库的负载。它可以存储经常访问的数据,如热门文章、用户信息、会话数据等。支持设置过期时间(TTL),自动清理过期的数据。


消息队列

Redis 的 List 结构和 Pub/Sub 功能可以用来实现消息队列,支持生产者和消费者模式。可以用于任务队列、异步处理等场景。


会话存储

Redis 被广泛用于会话管理,特别是在分布式系统中,可以共享会话数据。

由于其高性能和持久化选项,可以确保会话数据的快速读取和安全存储。


排行榜/计数器

Redis 的 Sorted Set 结构可以轻松实现排行榜功能。

适用于社交网络中的点赞数、游戏中的得分排名等场景。


实时分析

Redis 可以用于实时数据分析和统计,如网站的实时访问量统计、应用性能监控等。

通过其快速的读写性能,可以实时更新和查询统计数据。


地理位置存储

Redis 的 Geospatial 功能可以存储和操作地理位置信息,适用于位置查询、距离计算等场景。

可用于地图服务、物流跟踪等应用。


分布式锁

Redis 可以用于实现分布式锁,保证在分布式系统中的数据一致性。

通过 SET NX 和 EXPIRE 命令,可以创建具有超时机制的锁。


发布/订阅(Pub/Sub)系统

Redis 提供了发布/订阅消息模式,适用于实时消息传递和通知系统。

适用于聊天室、实时推送等场景。


数据结构存储

Redis 支持多种复杂数据结构,如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等,可以满足多种数据存储需求。

适用于需要快速访问和操作复杂数据结构的场景。


流处理

Redis 5.0 引入了 Stream 数据结构,用于处理实时数据流。

适用于日志收集、事件溯源等场景。



相关实践学习
基于MaxCompute的热门话题分析
本实验围绕社交用户发布的文章做了详尽的分析,通过分析能得到用户群体年龄分布,性别分布,地理位置分布,以及热门话题的热度。
SaaS 模式云数据仓库必修课
本课程由阿里云开发者社区和阿里云大数据团队共同出品,是SaaS模式云原生数据仓库领导者MaxCompute核心课程。本课程由阿里云资深产品和技术专家们从概念到方法,从场景到实践,体系化的将阿里巴巴飞天大数据平台10多年的经过验证的方法与实践深入浅出的讲给开发者们。帮助大数据开发者快速了解并掌握SaaS模式的云原生的数据仓库,助力开发者学习了解先进的技术栈,并能在实际业务中敏捷的进行大数据分析,赋能企业业务。 通过本课程可以了解SaaS模式云原生数据仓库领导者MaxCompute核心功能及典型适用场景,可应用MaxCompute实现数仓搭建,快速进行大数据分析。适合大数据工程师、大数据分析师 大量数据需要处理、存储和管理,需要搭建数据仓库?学它! 没有足够人员和经验来运维大数据平台,不想自建IDC买机器,需要免运维的大数据平台?会SQL就等于会大数据?学它! 想知道大数据用得对不对,想用更少的钱得到持续演进的数仓能力?获得极致弹性的计算资源和更好的性能,以及持续保护数据安全的生产环境?学它! 想要获得灵活的分析能力,快速洞察数据规律特征?想要兼得数据湖的灵活性与数据仓库的成长性?学它! 出品人:阿里云大数据产品及研发团队专家 产品 MaxCompute 官网 https://www.aliyun.com/product/odps 
目录
打赏
0
3
4
0
103
分享
相关文章
分布式系统架构8:分布式缓存
本文介绍了分布式缓存的理论知识及Redis集群的应用,探讨了AP与CP的区别,Redis作为AP系统具备高性能和高可用性但不保证强一致性。文章还讲解了透明多级缓存(TMC)的概念及其优缺点,并详细分析了memcached和Redis的分布式实现方案。此外,针对缓存穿透、击穿、雪崩和污染等常见问题提供了应对策略,强调了Cache Aside模式在解决数据一致性方面的作用。最后指出,面试中关于缓存的问题多围绕Redis展开,建议深入学习相关知识点。
243 8
分布式系统架构7:本地缓存
这是小卷关于分布式系统架构学习的第10篇文章,主要介绍本地缓存的基础理论。文章分析了引入缓存的利弊,解释了缓存对CPU和I/O压力的缓解作用,并讨论了缓存的吞吐量、命中率、淘汰策略等属性。同时,对比了几种常见的本地缓存工具(如ConcurrentHashMap、Ehcache、Guava Cache和Caffeine),详细介绍了它们的访问控制、淘汰策略及扩展功能。
96 6
【赵渝强老师】基于Redis的旁路缓存架构
本文介绍了引入缓存后的系统架构,通过缓存可以提升访问性能、降低网络拥堵、减轻服务负载和增强可扩展性。文中提供了相关图片和视频讲解,并讨论了数据库读写分离、分库分表等方法来减轻数据库压力。同时,文章也指出了缓存可能带来的复杂度增加、成本提高和数据一致性问题。
127 4
【赵渝强老师】基于Redis的旁路缓存架构
分布式读写锁的奥义:上古世代 ZooKeeper 的进击
本文作者将介绍女娲对社区 ZooKeeper 在分布式读写锁实践细节上的思考,希望帮助大家理解分布式读写锁背后的原理。
130 11
Hadoop-08-HDFS集群 基础知识 命令行上机实操 hadoop fs 分布式文件系统 读写原理 读流程与写流程 基本语法上传下载拷贝移动文件
Hadoop-08-HDFS集群 基础知识 命令行上机实操 hadoop fs 分布式文件系统 读写原理 读流程与写流程 基本语法上传下载拷贝移动文件
80 1
Hadoop-07-HDFS集群 基础知识 分布式文件系统 读写原理 读流程与写流程 基本语法上传下载拷贝移动文件
Hadoop-07-HDFS集群 基础知识 分布式文件系统 读写原理 读流程与写流程 基本语法上传下载拷贝移动文件
107 1
【📕分布式锁通关指南 02】基于Redis实现的分布式锁
本文介绍了从单机锁到分布式锁的演变,重点探讨了使用Redis实现分布式锁的方法。分布式锁用于控制分布式系统中多个实例对共享资源的同步访问,需满足互斥性、可重入性、锁超时防死锁和锁释放正确防误删等特性。文章通过具体示例展示了如何利用Redis的`setnx`命令实现加锁,并分析了简化版分布式锁存在的问题,如锁超时和误删。为了解决这些问题,文中提出了设置锁过期时间和在解锁前验证持有锁的线程身份的优化方案。最后指出,尽管当前设计已解决部分问题,但仍存在进一步优化的空间,将在后续章节继续探讨。
481 131
【📕分布式锁通关指南 02】基于Redis实现的分布式锁
|
1月前
|
Springboot使用Redis实现分布式锁
通过这些步骤和示例,您可以系统地了解如何在Spring Boot中使用Redis实现分布式锁,并在实际项目中应用。希望这些内容对您的学习和工作有所帮助。
177 83
太惨痛: Redis 分布式锁 5个大坑,又大又深, 如何才能 避开 ?
Redis分布式锁在高并发场景下是重要的技术手段,但其实现过程中常遇到五大深坑:**原子性问题**、**连接耗尽问题**、**锁过期问题**、**锁失效问题**以及**锁分段问题**。这些问题不仅影响系统的稳定性和性能,还可能导致数据不一致。尼恩在实际项目中总结了这些坑,并提供了详细的解决方案,包括使用Lua脚本保证原子性、设置合理的锁过期时间和使用看门狗机制、以及通过锁分段提升性能。这些经验和技巧对面试和实际开发都有很大帮助,值得深入学习和实践。
太惨痛: Redis 分布式锁 5个大坑,又大又深, 如何才能 避开 ?
Redis分布式锁如何实现 ?
Redis分布式锁主要依靠一个SETNX指令实现的 , 这条命令的含义就是“SET if Not Exists”,即不存在的时候才会设置值。 只有在key不存在的情况下,将键key的值设置为value。如果key已经存在,则SETNX命令不做任何操作。 这个命令的返回值如下。 ● 命令在设置成功时返回1。 ● 命令在设置失败时返回0。 假设此时有线程A和线程B同时访问临界区代码,假设线程A首先执行了SETNX命令,并返回结果1,继续向下执行。而此时线程B再次执行SETNX命令时,返回的结果为0,则线程B不能继续向下执行。只有当线程A执行DELETE命令将设置的锁状态删除时,线程B才会成功执行S