Java架构师之面试题

21、memcached 是原子的吗?

所有的被发送到 memcached 的单个命令是完全原子的。如果您针对同一份数据 同时发送了一个 set 命令和一个 get 命令,它们不会影响对方。它们将被串行化、 先后执行。即使在多线程模式,所有的命令都是原子的,除非程序有 bug) 。

命令序列不是原子的。如果您通过 get 命令获取了一个 item,修改了它,然后想 把它 set 回 memcached,我们不保证这个 item 没有被其他进程(process,未 必是操作系统中的进程)操作过。在并发的情况下,您也可能覆写了一个被其他 进程 set 的 item。

memcached 1.2.5 以及更高版本,提供了 gets 和 cas 命令,它们可以解决上面 的问题。如果您使用 gets 命令查询某个 key 的 item,memcached 会给您返回 该 item 当前值的唯一标识。如果您覆写了这个 item 并想把它写回到 memcached 中,您可以通过 cas 命令把那个唯一标识一起发送给 memcached。如果该 item 存放在 memcached 中的唯一标识与您提供的一致,您的写操作将会成功。如果 另一个进程在这期间也修改了这个 item,那么该 item 存放在 memcached 中的 唯一标识将会改变,您的写操作就会失败

22、如何实现集群中的 session 共享存储?

Session 是运行在一台服务器上的,所有的访问都会到达我们的唯一服务器上,这 样我们可以根据客户端传来的 sessionID,来获取 session,或在对应 Session 不 存在的情况下(session 生命周期到了/用户第一次登录),创建一个新的 Session; 但是,如果我们在集群环境下,假设我们有两台服务器 A,B,用户的请求会由 Nginx 服务器进行转发(别的方案也是同理),用户登录时,Nginx 将请求转发 至服务器 A 上,A 创建了新的 session,并将 SessionID 返回给客户端,用户在浏 览其他页面时,客户端验证登录状态,Nginx 将请求转发至服务器 B,由于 B 上 并没有对应客户端发来 sessionId 的 session,所以会重新创建一个新的 session, 并且再将这个新的 sessionID 返回给客户端,这样,我们可以想象一下,用户每 一次操作都有 1/2 的概率进行再次的登录,这样不仅对用户体验特别差,还会让 服务器上的 session 激增,加大服务器的运行压力

为了解决集群环境下的 seesion 共享问题,共有 4 种解决方案:

1.粘性 session 粘性 session 是指 Ngnix 每次都将同一用户的所有请求转发至同一台服务器上, 即将用户与服务器绑定。

2.服务器 session 复制 即每次 session 发生变化时,创建或者修改,就广播给所有集群中的服务器,使 所有的服务器上的 session 相同。

3.session 共享 缓存 session,使用 redis, memcached。

4.session 持久化 将 session 存储至数据库中,像操作数据一样才做 session。

23、memcached 与 redis 的区别?

1、Redis 不仅仅支持简单的 k/v 类型的数据,同时还提供 list,set,zset,hash 等数据结构的存储。而 memcache 只支持简单数据类型,需要客户端自己处理复 杂对象

2、Redis 支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可 以再次加载进行使用(PS:持久化在 rdb、aof)。

3、由于 Memcache 没有持久化机制,因此宕机所有缓存数据失效。Redis 配置 为持久化,宕机重启后,将自动加载宕机时刻的数据到缓存系统中。具有更好的 灾备机制。

4、Memcache 可以使用 Magent 在客户端进行一致性 hash 做分布式。Redis 支 持在服务器端做分布式(PS:Twemproxy/Codis/Redis-cluster 多种分布式实现方 式)

5、Memcached 的简单限制就是键(key)和 Value 的限制。最大键长为 250 个 字符。可以接受的储存数据不能超过 1MB(可修改配置文件变大),因为这是典 型 slab 的最大值,不适合虚拟机使用。而 Redis 的 Key 长度支持到 512k。

6、Redis 使用的是单线程模型,保证了数据按顺序提交。Memcache 需要使用 cas 保证数据一致性。CAS(Check and Set)是一个确保并发一致性的机制,属 于“乐观锁”范畴;原理很简单:拿版本号,操作,对比版本号,如果一致就操 作,不一致就放弃任何操作 cpu 利用。由于 Redis 只使用单核,而 Memcached 可以使用多核,所以平均每 一个核上 Redis 在存储小数据时比 Memcached 性能更 高。而在 100k 以上的数 据中,Memcached 性能要高于 Redis 。

7、memcache 内存管理:使用 Slab Allocation。原理相当简单,预先分配一系 列大小固定的组,然后根据数据大小选择最合适的块存储。避免了内存碎片。(缺 点:不能变长,浪费了一定空间)memcached 默认情况下下一个 slab 的最大值 为前一个的 1.25 倍。

8、redis 内存管理: Redis 通过定义一个数组来记录所有的内存分配情况, Redis 采用的是包装的 malloc/free,相较于 Memcached 的内存 管理方法来说,要简 单很多。由于 malloc 首先以链表的方式搜索已管理的内存中可用的空间分配,导 致内存碎片比较多

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