JAVA架构 | Redis分布式缓存原理分析

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  • 来源:跟我学网络
1引言

Redis是Remote Dictionary Server(Redis) 的缩写,或许光听名字你就能猜出它大概是做什么的。不错,它是一个由Salvatore Sanfilippo编写的key-value存储系统,是一个使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型的Key-Value数据库,并提供多种语言的API。在很多地方,Redis也被业内人士称为数据结构服务器,因为它允许缓存的值(value)可以是字符串(string)、哈希(hash)、列表(list)、集合(set)和有序集合(sorted set)等类型。此外,Redis还支持master-slave方式的数据备份,所有的这一切都让Redis在同类型的产品中脱颖而出。从2010年3月15日起,Redis的开发工作由VMware主持。

2redis配置

作为缓存服务器,如果不加以限制内存的话,就很有可能出现将整台服务器内存都耗光的情况,可以在redis的配置文件里面设置:

如果内存到达了指定的上限,还要往redis里面添加更多的缓存内容,需要设置清理内容的策略:

3redis优势

Redis几乎在缓存管理工作中的每一个侧面都表现出显而易见的优越性。这套缓存方案采用所谓数据回收机制,能够将陈旧数据从内存中删除以提供新数据所必需的缓存空间。Redis允许用户更为精准地进行细化控制,利用六种不同回收策略确切提高缓存资源的实际利用率。Redis还采用更为复杂的内存管理与回收对象备选方案。

Redis还能为我们带来最大程度的灵活性空间,从而保证管理员在打理缓存对象时拥有充裕的施展平台。在这方面,Redis则将键名与值的最大上限各自设定为512MB,且支持二进制格式。Redis支持5种数据类型,因此能够更加智能地对数据进行缓存处理及操作,这相当于为应用程序开发人员敞开了一道通往无尽可能性的大门。

相对于将对象保存为序列化字符串,Redis允许开发人员以散列方式将对象域及值加以保存,并利用单一键对其进行管理。Redis散列机制的存在保证开发人员无需经历获取完整字符串、反序列化、更新值、对象重新序列化并在每次值更新后利用其替代缓存内完整字符串这一系列复杂的流程——这也意味着资源消耗量得以降低、性能表现迎来显著提升。Redis所支持的其它数据类型,例如Lists以及Sets——也可被用于实现更加复杂的缓存管理模式。

Redis的另一大重要优势在于,它所保存的数据具备透明化特性,也就是说服务器能够直接对这些数据进行操作。Redis当中提供160多种可用命令,其中大部分用于实现数据处理操作并通过服务器端脚本将逻辑嵌入至数据存储体系当中。这些内置命令及用户脚本带来了极大的灵活性优势,足以帮助大家直接在Redis内部完成数据处理任务——而不必将数据在网络中的其它专门处理系统之间来回移动。

4分布式缓存的架构设计

由于redis是单点,项目中需要使用,必须自己实现分布式。基本架构图如下所示:

5分布式实现

(1)一致性哈希的实现:

1:hash值计算:通过支持MD5与MurmurHash两种计算方式,默认是采用MurmurHash,高效的hash计算。

2:一致性的实现:通过java的TreeMap来模拟环状结构,实现均匀分布

(2)client的选择

对于jedis修改的主要是分区模块的修改,使其支持了跟据BufferKey进行分区,跟据不同的redis结点信息,可以初始化不同的 ShardInfo,同时也修改了JedisPool的底层实现,使其连接pool池支持跟据key,value的构造方法,跟据不同 ShardInfos,创建不同的jedis连接客户端,达到分区的效果,供应用层调用

(3)模块的说明

1:脏数据处理模块,处理失败执行的缓存操作。

2:屏蔽监控模块,对于jedis操作的异常监控,当某结点出现异常可控制redis结点的切除等操作。

整个分布式模块通过hornetq,来切除异常redis结点。对于新结点的增加,也可以通过reload方法实现增加。

对于以上分布式架构的实现满足了项目的需求。另外使用中对于一些比较重要用途的缓存数据可以单独设置一些redis结点,设定特定的优先级。另外对于缓存接口的设计,也可以跟据需求,实现基本接口与一些特殊逻辑接口。对于cas相关操作,以及一些事物操作可以通过其watch机制来实现。

以上是基于redis分布式架构的介绍!但是应用中读写都是在一起的。相关写是在应用操作后flush或者update的,有一定的耦合。为了使读写分离,以及缓存模块跟应用的耦合更小,考虑使用mysql binlog来刷新缓存。

以上是我对总Redis分布式缓存原理分析的总结,分享给大家,希望大家可以了解什么是Redis分布式缓存原理分析。

本文分享自微信公众号 - 码神联盟(lkchatspace),作者:康哥

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原始发表时间:2017-09-14

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