一文带你穿针引线Redis(3)

本文介绍了Redis的哈希槽在集群中的作用,事务的原子性和使用场景,以及Redis在分布式缓存、主从复制和分布式锁中的应用,强调了Lua脚本在保持原子性操作中的重要性。

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一文带你穿针引线Redis

1 Redis的hahs槽

Redis哈希槽是Redis集群的核心概念之一。在Redis集群中,数据会被分布在不同的节点上,而哈希槽则是用来划分数据所在节点的逻辑单位。哈希槽的数量是固定的,Redis默认将其划分为16384个槽位。

当一个新的节点加入Redis集群时,集群会将部分哈希槽从已有节点上迁移至新节点上,直到集群中所有节点的哈希槽数量都比较平均。当有数据需要存储时,Redis会根据数据的键值对应的哈希值,将其映射到一个哈希槽中,并根据哈希槽的分布情况,将数据存储到相应的节点上。哈希槽的使用使得Redis集群可以更加高效地进行数据存储和访问,同时还能够实现数据的分布式存储和负载均衡。

2 Redis是否支持事务? redis操作是否是原子操作?

🌟Redis 支持事务。Redis 的事务是通过 MULTI/EXEC 命令来实现的。

可以使用 MULTI 命令来开始一个事务,然后在事务中执行多个命令,最后通过 EXEC 命令来执行这些命令并将结果返回。

事务可以保证在执行期间不会被其他客户端的命令所打断

🌟Redis 的操作是原子的,Redis 中的每个命令都是原子执行的,要么全部执行成功,要么全部失败,中间不会被其他命令所影响。

但是要注意的是**,在使用 Redis 事务时,事务中的多个命令并不保证原子性,只有在执行 EXEC 命令后才会被作为一个原子操作来执行**。

3 Redis开发中使用流程

1 基本流程

在这里插入图片描述

2 Redis分布式缓存、分布式锁、布隆过滤器基本流程

在这里插入图片描述

✨✨Redis做分布式缓存存在的问题、缓存击穿、缓存穿透、缓存雪崩、数据一致性问题见之前的文章:一窥:分布式、分布式缓存、分布式锁及其延申_NIIMP的博客-优快云博客

4 Redis主从复制

单节点Redis的并发能力是有限的,要进一步提高Redis的并发能力,就需要搭建主从集群,实现读写分离。在Redis中,集群中的Redis实例多是以主从关系存在。通常只有一个主机,多个从机。那么Redis为什么要做成这种主从的集群?而不是负载均衡的集群呢?这是因为Redis中一般都是读操作多于写操作。主机(master)负责写操作,从机(slave)负责读操作,这样大大的提高的Redis的读写性能。

在这里插入图片描述

5 开发中Redis加了分布式锁为啥还需要使用lua保持原子性?

🌟防止多个线程获取到同一个分布式锁而导致数据不一致

在使用 Redis 的分布式锁时,通常会将锁的获取和释放操作分别作为两个 Redis 命令执行。

但是,这种方式可能存在并发问题,因为在执行获取锁和释放锁的两个命令之间,其他线程或进程可能会获取到同一个锁而导致竞争条件。

为了解决这个问题,可以使用 Redis 的 Lua 脚本来确保获取和释放锁的操作是原子性的。Lua 脚本是 Redis 内置的脚本语言,并且在执行期间会被 Redis 以单线

程的方式执行,因此可以保证在脚本执行期间不会被其他操作打断。

假设有两个线程A和B同时执行一段代码,并且这段代码需要获取一个名为"counter"的锁来对一个计数器进行操作。代码如下所示:

lock.acquire()  # 获取锁
# 临界区
counter += 1
lock.release()  # 释放锁

线程A执行到lock.acquire()时获取到了锁,并且进入了临界区,执行counter += 1。但是在执行lock.release()之前,线程调度器可能会切换到线程B上,

此时线程B也执行到了lock.acquire()

如果不处理竞争条件,线程B也能够获取到同一个锁,并且进入临界区修改计数器。然后线程A继续执行lock.release()来释放锁,接着线程B也执行

lock.release()来释放锁。

这样一来,计数器只增加了1,而不是2。因为在两个线程之间没有保证同步,它们对于共享资源的修改发生了竞争。

为了解决这个问题,可以使用锁机制来确保在同一时间只有一个线程可以访问临界区。当一个线程获取到锁后,其他线程将被阻塞,直到该线程释放锁。这样可以

保证每个线程在执行临界区代码时是互斥的,避免了竞争条件的出现。

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