大数据技术之高频面试题（十三）： Redis和MySQL

问题导读：
1、如何理解缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿？
2、如何理解悲观锁、乐观锁？
3、MyISAM与InnoDB的区别是什么？
4、redis是单线程的，为什么那么快？


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第11章 Redis（答案精简）
11.1 缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿

1）缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据。由于缓存命不中时会去查询数据库，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。

解决方案：
① 是将空对象也缓存起来，并给它设置一个很短的过期时间，最长不超过5分钟
② 采用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力
2）如果缓存集中在一段时间内失效，发生大量的缓存穿透，所有的查询都落在数据库上，就会造成缓存雪崩。
解决方案：
    尽量让失效的时间点不分布在同一个时间点
3）缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的扛着大并发，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞。
解决方案：
    可以设置key永不过期

11.2 哨兵模式
    主从复制中反客为主的自动版，如果主机Down掉，哨兵会从从机中选择一台作为主机，并将它设置为其他从机的主机，而且如果原来的主机再次启动的话也会成为从机。

11.3 数据类型



11.4 持久化
1）RDB持久化：
①    在指定的时间间隔内持久化
②    服务shutdown会自动持久化
③  输入bgsave也会持久化
2）AOF :  以日志形式记录每个更新操作
Redis重新启动时读取这个文件，重新执行新建、修改数据的命令恢复数据。
保存策略：
推荐（并且也是默认）的措施为每秒持久化一次，这种策略可以兼顾速度和安全性。
缺点：
1  比起RDB占用更多的磁盘空间
2 恢复备份速度要慢
3 每次读写都同步的话，有一定的性能压力
4 存在个别Bug，造成恢复不能
选择策略：
官方推荐：
如果对数据不敏感，可以选单独用RDB；不建议单独用AOF，因为可能出现Bug;如果只是做纯内存缓存，可以都不用

11.5 悲观锁
执行操作前假设当前的操作肯定（或有很大几率）会被打断（悲观）。基于这个假设，我们在做操作前就会把相关资源锁定，不允许自己执行期间有其他操作干扰。

11.6 乐观锁
执行操作前假设当前操作不会被打断（乐观）。基于这个假设，我们在做操作前不会锁定资源，万一发生了其他操作的干扰，那么本次操作将被放弃。Redis使用的就是乐观锁。



第12章 MySql

12.1 MyISAM与InnoDB的区别



12.2 索引
数据结构：B+Tree
一般来说能够达到range就可以算是优化了 idx name_deptId
口诀（两个法则加6种索引失效的情况）
全值匹配我最爱，最左前缀要遵守；
带头大哥不能死，中间兄弟不能断；
索引列上少计算，范围之后全失效；
LIKE百分写最右，覆盖索引不写*；
不等空值还有OR，索引影响要注意；
VAR引号不可丢，SQL优化有诀窍。

12.3 b-tree和b+tree的区别
1) B-树的关键字、索引和记录是放在一起的， B+树的非叶子节点中只有关键字和指向下一个节点的索引，记录只放在叶子节点中。
2) 在B-树中，越靠近根节点的记录查找时间越快，只要找到关键字即可确定记录的存在；而B+树中每个记录的查找时间基本是一样的，都需要从根节点走到叶子节点，而且在叶子节点中还要再比较关键字。

12.4 redis是单线程的，为什么那么快
1)完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。
2)数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的
3)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，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
4)使用多路I/O复用模型，非阻塞IO
5)使用底层模型不同，它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样，Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求

12.5 MySQL的事务
一、事务的基本要素（ACID）
1、原子性（Atomicity）：事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位
2、一致性（Consistency）：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。
3、隔离性（Isolation）：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。
4、持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。

二、事务的并发问题
1、脏读：事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据
2、不可重复读：事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致
3、幻读：系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级，但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录，当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。
小结：不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表

三、MySQL事务隔离级别