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面试问题总结

Redis高并发和快速的原因

Redis高并发和快速的原因

  1. Redis是基于内存的,内存的读写速度非常快;
  2. Redis是单线程的,省去了很多上下文切换线程的时间;
  3. Redis使用多路复用技术,可以处理并发的连接。非阻塞IO 内部实现采用epoll,采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件,然后利用epoll的多路复用特性,绝不在io上浪费一点时间。

为什么Redis是单线程的

  1. 官方答案

    因为Redis是基于内存的操作,CPU不是Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且CPU不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。

  2. 性能指标

    关于Redis的性能,官方网站也有,普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。

  3. 详细原因

    • 不需要各种锁的性能消耗

      Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value,还有listhash等复杂的结构,这些结构有可能会进行很细粒度的操作,比如在很长的列表后面添加一个元素,在hash当中添加或者删除一个对象。这些操作可能就需要加非常多的锁,导致的结果是同步开销大大增加。

      总之,在单线程的情况下,就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。

    • 单线程多进程集群方案

      单线程的威力实际上非常强大,每核心效率也非常高,多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限,但是在今天的计算环境中,即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了,需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案,这些方案中多线程的技术照样是用不上的。

      所以单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。

    • CPU消耗

      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。

      但是如果CPU成为Redis瓶颈,或者不想让服务器其他CUP核闲置,那怎么办?

      可以考虑多起几个Redis进程,Rediskey-value数据库,不是关系数据库,数据之间没有约束。只要客户端分清哪些key放在哪个Redis进程上就可以了。

Redis单线程的优劣势

  1. 单进程单线程优势

    • 代码更清晰,处理逻辑更简单;
    • 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;
    • 不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU。
  2. 单进程单线程弊端

    • 无法发挥多核CPU性能,不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善。
  3. IO多路复用技术

    Redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多连接的时候, 系统的高吞吐量。

    多路-指的是多个socket连接,复用-指的是复用一个线程。多路复用主要有三种技术:selectpollepollepoll是最新的也是目前最好的多路复用技术。

    这里“多路”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络IO的时间消耗),且Redis在内存中操作数据的速度非常快(内存内的操作不会成为这里的性能瓶颈),主要以上两点造就了Redis具有很高的吞吐量。

Redis高并发快总结

  1. Redis是纯内存数据库,一般都是简单的存取操作,线程占用的时间很多,时间的花费主要集中在IO上,所以读取速度快。
  2. 再说一下IO,Redis使用的是非阻塞IO,IO多路复用,使用了单线程来轮询描述符,将数据库的开、关、读、写都转换成了事件,减少了线程切换时上下文的切换和竞争。
  3. Redis采用了单线程的模型,保证了每个操作的原子性,也减少了线程的上下文切换和竞争。
  4. 另外,数据结构也帮了不少忙,Redis全程使用hash结构,读取速度快,还有一些特殊的数据结构,对数据存储进行了优化,如压缩表,对短数据进行压缩存储,再如,跳表,使用有序的数据结构加快读取的速度。
  5. 还有一点,Redis采用自己实现的事件分离器,效率比较高,内部采用非阻塞的执行方式,吞吐能力比较大。

SpringBeanFactoryApplicationContext的区别

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  1. 国际化

    BeanFactory是不支持国际化功能的,因为BeanFactory没有扩展SpringMessageResource接口。相反,由于ApplicationContext扩展了MessageResource接口,因而具有消息处理的能力(i18N)。

  2. 强大的事件机制(Event)

    基本上牵涉到事件(Event)方面的设计,就离不开观察者模式,ApplicationContext的事件机制主要通过ApplicationEventApplicationListener这两个接口来提供的,和java swing中的事件机制一样。即当ApplicationContext中发布一个事件的时,所有扩展了ApplicationListenerBean都将会接受到这个事件,并进行相应的处理。

  3. 底层资源的访问

    ApplicationContext扩展了ResourceLoader(资源加载器)接口,从而可以用来加载多个Resource,而BeanFactory是没有扩展ResourceLoader

  4. 对Web应用的支持

    BeanFactory通常以编程的方式被创建不同的是,ApplicationContext能以声明的方式创建,如使用ContextLoader。当然你也可以使用ApplicationContext的实现之一来以编程的方式创建ApplicationContext实例 。

  5. 延迟加载

    • BeanFactroy采用的是延迟加载形式来注入Bean的,即只有在使用到某个Bean时(调用getBean()),才对该Bean进行加载实例化,这样,我们就不能发现一些存在的spring的配置问题。而ApplicationContext则相反,它是在容器启动时,一次性创建了所有的Bean。这样,在容器启动时,我们就可以发现Spring中存在的配置错误。

    • BeanFactoryApplicationContext都支持BeanPostProcessorBeanFactoryPostProcessor的使用,但两者之间的区别是:BeanFactory需要手动注册,而ApplicationContext则是自动注册。

可以看到:

  • ApplicationContext继承了BeanFactoryBeanFactorySpring中比较原始的Factory,它不支持AOPWebSpring插件,而ApplicationContext不仅包含了BeanFactory的所有功能,还支持Spring的各种插件,还以一种面向框架的方式工作以及对上下文进行分层和实现继承。

  • BeanFactorySpring框架的基础设施,面向Spring本身;而ApplicationContext面向使用Spring的开发者,相比BeanFactory提供了更多面向实际应用的功能,几乎所有场合都可以直接使用ApplicationContext而不是底层的BeanFactory




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