📕我是廖志伟,一名Java开发工程师,清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。
📙拥有多年一线研发和团队管理经验,研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper),消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。
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面试官(架构组负责人张涛):"廖志伟,你在简历中提到对分布式缓存系统有深入研究。那我就从缓存说起,你提到分布式缓存可以有效提升系统性能,那如果遇到缓存雪崩的场景,你该如何应对呢?"
廖志伟:"缓存雪崩通常是由于热点key同时失效导致的,这会导致大量请求直接打到后端数据库,造成数据库压力剧增。首先,我会通过限流、降级等手段减轻数据库压力。其次,可以考虑以下几种方案:
- 使用热点数据预热:提前加载热点数据到缓存中,避免缓存失效时直接访问数据库。
- 使用缓存失效策略:如随机过期时间、最近最少使用(LRU)等策略,降低缓存雪崩的概率。
- 使用缓存穿透防护:如布隆过滤器,拦截大量无效的缓存请求。"
面试官:"那如果缓存预热和失效策略都失效了,缓存雪崩还是发生了,你该如何应对?"
廖志伟:"在这种情况下,可以考虑以下方案:
- 限流降级:对数据库访问进行限流,降低数据库压力。
- 负载均衡:使用数据库读写分离、主从复制等策略,分散数据库访问压力。
- 使用缓存集群:将缓存分布到多个节点,降低单个节点的压力。"
面试官:"了解了,那么缓存穿透和缓存击穿又是怎样的概念呢?"
廖志伟:"缓存穿透指的是查询不存在的数据,缓存和数据库都会被频繁访问。缓存击穿则是指热点key在缓存中过期,第一个请求直接访问数据库,后续请求因为缓存击穿而继续访问数据库。
针对缓存穿透,可以使用以下策略:
- 布隆过滤器:拦截大量无效的缓存请求。
- 请求重试:对查询结果为空的数据进行重试,避免缓存穿透。
针对缓存击穿,可以使用以下策略:
- 设置热点key的过期时间:避免热点key在缓存中过期。
- 使用分布式锁:保证热点key在缓存过期期间,只有一个请求访问数据库。"
面试官:"你提到使用分布式锁,那么分布式锁的实现方式有哪些?"
廖志伟:"分布式锁的实现方式主要有以下几种:
- 基于数据库的锁:通过数据库行锁或表锁实现分布式锁。
- 基于Redis的锁:利用Redis的SETNX命令实现分布式锁。
- 基于ZooKeeper的锁:利用ZooKeeper的临时顺序节点实现分布式锁。
其中,基于Redis的锁具有实现简单、性能高、易于扩展等优点,但需要注意锁的释放和续期等问题。"
面试官:"了解了,那么分布式事务又是如何实现的呢?"
廖志伟:"分布式事务的实现方式主要有以下几种:
- 两阶段提交(2PC):将事务分为准备阶段和提交阶段,通过协调者保证事务的原子性。
- 三阶段提交(3PC):改进2PC的缺点,减少协调者的压力。
- 最终一致性:通过消息队列、分布式缓存等方式实现分布式事务的最终一致性。
其中,两阶段提交和三阶段提交具有实现简单、易于理解等优点,但存在性能瓶颈和单点故障等问题。最终一致性则更适合高并发、低延迟的场景。"
面试官:"了解了,那么如何保证分布式事务的最终一致性呢?"
廖志伟:"保证分布式事务的最终一致性主要依赖于以下几种策略:
- 消息队列:通过异步消息传递,确保事务的执行顺序和一致性。
- 分布式缓存:利用分布式缓存保证数据的一致性。
- 分布式锁:保证分布式事务的执行顺序和一致性。
通过以上策略,可以保证分布式事务在分布式环境下的一致性。"
面试官:"廖志伟,你提到的消息队列在分布式系统中有什么作用?"
廖志伟:"消息队列在分布式系统中具有以下作用:
- 解耦:将发送者和接收者解耦,提高系统的可扩展性和可维护性。
- 异步处理:实现异步消息传递,降低系统间耦合度,提高系统性能。
- 流量削峰:在高峰时段将请求暂存于消息队列中,降低系统压力。
- 数据持久化:将消息持久化存储,保证消息传递的可靠性。
消息队列在分布式系统中具有重要的地位,可以提高系统的可靠性和可扩展性。"
面试官:"了解了,那么分布式系统中的数据一致性是如何保证的?"
廖志伟:"分布式系统中的数据一致性主要依赖于以下几种策略:
- 强一致性:通过分布式锁、分布式事务等方式保证数据的一致性。
- 最终一致性:通过消息队列、分布式缓存等方式实现分布式事务的最终一致性。
- 一致性哈希:通过一致性哈希算法保证数据在分布式系统中的均匀分布。
在实际应用中,需要根据业务需求和系统特点选择合适的数据一致性策略。"
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