🔍 InterviewGuide 源码阅读：Redis/MySQL核心模块解析
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/in/InterviewGuide 引言
在当今互联网技术栈中，数据库扮演着至关重要的角色。而在众多数据库产品中，MySQL和Redis无疑是最受欢迎的两个。MySQL作为成熟的关系型数据库，以其稳定性和可靠性被广泛应用；Redis则作为高性能的内存数据库，在缓存、分布式锁等场景中发挥着重要作用。本文将深入解析InterviewGuide项目中关于Redis和MySQL核心模块的实现，帮助读者更好地理解这两个数据库的内部机制。
MySQL核心模块解析
MySQL内部构造
MySQL的内部构造可以分为服务层和存储引擎层两部分。服务层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心服务功能。存储引擎层负责数据的存储和提取，其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。
详细内容可参考：MySQL核心模块解析
索引机制
索引是提高数据库查询性能的关键。MySQL支持多种索引类型，其中最常用的是B+树索引。B+树索引具有以下优点：
- 能够大大加快数据的检索速度。
- 通过创建唯一性索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
- 帮助服务器避免排序和临时表。
- 将随机IO变为顺序IO。
InnoDB和MyISAM对B树索引的实现方式有所不同。InnoDB的主索引是聚簇索引，数据文件本身就是索引文件；而MyISAM的索引文件和数据文件是分离的，其B+Tree叶节点的data域存放的是数据记录的地址。
事务隔离级别
数据库事务具有ACID特性，其中隔离性是指多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务。MySQL定义了四种隔离级别：
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻影读 |
|---|---|---|---|
| READ-UNCOMMITTED 未提交读 | √ | √ | √ |
| READ-COMMITTED 提交读 | × | √ | √ |
| REPEATABLE-READ 重复读 | × | × | √ |
| SERIALIZABLE 可串行化读 | × | × | × |
MySQL InnoDB存储引擎的默认隔离级别是REPEATABLE-READ（可重读），通过多版本并发控制(MVCC)+间隙锁(Next-Key Locking)可以避免幻读的产生。
Redis核心模块解析
Redis数据结构
Redis提供了丰富的数据结构，包括String、Hash、List、Set、Sorted Set等。这些数据结构的底层实现各有特点：
- 简单动态字符串(SDS)：Redis没有直接使用C语言传统的字符串，而是自己构建了SDS，具有获取字符串长度复杂度为O(1)、杜绝缓冲区溢出等优点。
- 链表：Redis的链表是双端链表，被广泛用于实现列表键、发布与订阅等功能。
- 字典：字典的底层是哈希表，类似C++中的map。
- 跳跃表：跳跃表是有序集合的底层实现之一，具有查找效率高的特点。
- 压缩列表：压缩列表是为了节省内存而设计的列表结构，当一个列表键只包含少量列表项且每个列表项是小整数值或短字符串时使用。
详细内容可参考：Redis数据结构解析
持久化机制
Redis是一个支持持久化的内存数据库，通过持久化机制可以将内存中的数据同步到硬盘文件，保证数据的安全性。Redis提供了两种持久化机制：
- 快照（RDB）持久化：Redis默认采用的持久化方式，通过创建快照来获得存储在内存里面的数据在某个时间点上的副本。
- AOF（append-only file）持久化：AOF持久化的实时性更好，每执行一条会更改Redis中的数据的命令，Redis就会将该命令写入硬盘中的AOF文件。
缓存问题解决方案
在使用Redis作为缓存时，可能会遇到缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿等问题。针对这些问题，有相应的解决方案：
- 缓存雪崩：可以通过保证Redis集群的高可用性、使用本地ehcache缓存+hystrix限流&降级、利用Redis持久化机制恢复缓存等方式解决。
- 缓存穿透：可采用布隆过滤器或缓存空对象的方法。布隆过滤器可以拦截一定不存在的数据查询；缓存空对象则是将查询返回的空结果进行缓存。
- 缓存击穿：对于热点key，可以设置为永不过期，或者使用互斥锁等方式避免大量请求直接访问数据库。
总结
通过对InterviewGuide项目中Redis和MySQL核心模块的解析，我们深入了解了这两个数据库的内部机制和使用场景。MySQL作为关系型数据库，在数据一致性和复杂查询方面具有优势；Redis作为内存数据库，以其高性能和丰富的数据结构在缓存、分布式锁等场景中表现出色。在实际应用中，合理结合使用MySQL和Redis，可以充分发挥它们的优势，构建高效、可靠的系统。
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