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在计算机领域#xff0c;缓存是一个非常重要的、用来提升性能的技术。
什么是分布式缓存#xff1f;
缓存技术是指用一个更快的存储设备存储一些经常用到的数据#xff0c;供用户快速访问。
分布式缓存是指在分布式环境或者系统下#xff0c;把一些热门数据…分布式缓存
在计算机领域缓存是一个非常重要的、用来提升性能的技术。
什么是分布式缓存
缓存技术是指用一个更快的存储设备存储一些经常用到的数据供用户快速访问。
分布式缓存是指在分布式环境或者系统下把一些热门数据存储到离用户近、离应用近的位置并尽量存储到更快的设备以减少远程数据传输的延迟让用户和应用可以很快访问到需要的数据。
分布式数据缓存属于计算机应用中的缓存的一种计算机应用中的缓存一般代指内存即内存存储了用户经常访问的数据用户或者应用不再需要到磁盘中去获取相应的数据大幅提高访问速度。
分布式缓存原理
下面以常见的Redis和Memcached为例描述分布式缓存的原理。
Redis分布式缓存
Redis的全称是Remote Dictionary Server它以字典结构将数据存储到内存中应用直接到内存中读写Redis存储的数据。
Redis集群是一个典型的去中心化结构每个节点负责存储一部分数据同时每个节点会进行主备设计来提高Redis的可靠性。
Redis和缓存关系最紧密的三个特性
支持多数据结构支持持久化主备同步
Redis支持多数据结构
Redis是一个基于内存的key-value数据库它支持的数据结构不仅有简单的k/v类型还可以支持List、Set、Hash等复杂类型的存储。
Redis支持持久化
Redis存储的数据是基于内存的但它也提供了持久化机制即将数据从内存写入到磁盘中。
Redis提供的持久化有两种方式
RBDRedis Database快照方式Redis会定时将内存中的数据备份到磁盘中形成一个快照当节点出现故障时可以根据快照恢复到不同版本的数据。它带来的问题是可能会造成数据丢失当节点出现故障时新数据可能还没有备份到磁盘。AOFAppend Only File它的核心思想是通过使用类似于binary log的方式来解决RBD快照存在的数据丢失问题。有三种不同的AOF策略可以选择 AOF_FSYNC_NO不同步AOF_FSYNC_EVERYSEC每秒同步AOF_FSYNC_ALWAYS每次写都同步
Redis默认采用AOF_FSYNC_EVERYSEC策略这样一旦出现故障最多只会丢失一秒的数据。
Redis支持主备同步
Redis采用异步复制技术来实现主备同步它可以通过min-replicas-to-write和min-replicas-max-lag参数来设置同步策略。
除了写数据时同步以下两种情况也需要同步
备数据库刚启动时需要进行数据同步。因为网络故障导致主备数据库断开连接等待网络恢复后需要进行数据同步。
Redis提供了2种类型的同步机制
完整重同步部分重同步
完整重同步的流程如下
当备服务器启动时会向主服务器发送SYNC命令。主服务器收到命令后会生成RDB文件并记录从现在开始新执行的写操作。RBD生成后会发送给备服务器备服务器通过RDB文件进行数据更新。更新完成后主服务器再将新记录的写操作发送给备服务器备服务器执行完这些新记录的写操作便和主服务器的数据保持一致了。
部分重同步是指当网络恢复后主数据库将主备数据库断开连接后的一系列写操作发送给备服务器备数据库执行这些写操作从而保证主备数据保持一致。
主备数据库会共同维护一个复制偏移量这样主数据库就知道应该将哪些写操作发给备数据库备数据库同步时也知道应该从哪里继续执行操作。
Memcached分布式缓存原理
Memcached是一个基于内存的高性能key-value缓存数据库。
Memcached集群采用一致性哈希思路使用Ketama算法它的主要思想就是带虚拟节点的一致性哈希算法。在实际应用中每个物理节点对应100-200个虚拟节点。
Memcached仅支持简单的k/v数据类型如果想要存储复杂的数据类型例如List、Set或者Hash需要客户端自己处理将其转化为字符串后进行存储这样导致它操作不灵活。
Memcached不支持持久化当服务器重启后Memcached存储的数据会全部丢失。
Memcached中服务器和服务器之间没有任何通信它自身不支持主备但可以通过第三方来实现。
Redis和Memcached详细的比较如下。
