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  • 存储缓存的作用
    2021-03-18 08:54:23

    大家在java面试当中一定都经常会遇到这样一个面试题,mybatis二级缓存的作用域,那么你知道这个题目的答案吗?下面就一起来了解一下。

    下面不单单要讲mybatis二级缓存的作用域还要讲mybatis一级缓存的作用域。

    一、mybatis二级缓存和一级缓存的作用域是什么?

    1、一级缓存

    一级缓存是基于PerpetualCache的HashMap本地缓存。

    一级缓存存储的作用域是Session。

    在Session flush或者是close之后,这个Session当中所有Cache就会清空,默认打开一级缓存。

    2、二级缓存

    二级缓存和一级缓存相比,他们的机制是一样的。

    默认的都是采用PerpetualCache,HashMap存储。

    不同之处在于二级缓存的存储作用域是Mapper(Namespace),并且还能够自定义存储源。

    例-Ehcache。

    默认不打开二级缓存,要开启二级缓存,使用二级缓存属性类要实现Serializable序列化接口。

    能够在它的映射文件中配置 。

    3、缓存数据更新机制

    在某一个作用域,一级缓存Session或者是二级缓存Namespaces的进行了C/U/D

    操作之后,默认这个作用域下面,所有select当中的缓存将被clear。

    关于mybatis二级缓存和一级缓存的作用域相信看完上面的文章之后你都应该很清楚了。

    关于mybatis二级缓存和一级缓存的知识点还是有很多的,大家可以多多的去了解一下。

    希望上面的文章内容可以对你有所帮助哦,你还想了解更多关于mybatis的相关知识吗?请继续关注奇Q工具网的常见问题栏目来了解吧,更多mybatis常见问题可以分享给你。

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    作用 缓存主要是为了提高数据的读取速度。因为服务器和应用客户端之间存在着流量的瓶颈,所以读取大容量数据时,使用缓存来直接为客户端服务,可以减少客户端与服务器端的数据交互,从而大大提高程序的性能。 以前...

    一.什么是缓存?

    首先我们要知道缓存其实就是一个临时的存储器。
    缓存有 :cookie、session、application、cache、redis

    二.作用

    缓存主要是为了提高数据的读取速度。因为服务器和应用客户端之间存在着流量的瓶颈,所以读取大容量数据时,使用缓存来直接为客户端服务,可以减少客户端与服务器端的数据交互,从而大大提高程序的性能。
    以前实现数据的缓存有很多种方法,有客户端的Cookie,有服务器端的Session和Application。其中Cookie是保存在客户端的一组数据,主要用来保存用户名等个人信息。Session则保存对话信息。Application则是保存在整个应用程序范围内的信息,相当于全局变量。通常使用最频繁的是Session,缓存也是有限的,会自动清除之前的旧数据。其中redis的读取速度最快,并且是在内存中进行读取,当内存不够时可以扩大内存,还有就是 .net提供的Cache缓存.

    三.介绍缓存

    1.硬件的缓存?
    cpu缓存:位于cpu和内存之间的临时存储器
    2.软件缓存?
    软件缓存分为三级
    内存缓存(预先将数据写到容器(list,map,set)等数据存储单元中, 就是软件内存缓存)
    数据库缓存
    网络缓存
    3.内存缓存淘汰机制分为三种
    FIFO(First In,First Out)先进先出
    优点:是先进先出的数据缓存器,他与普通存储器的区别是没有外部 读写地址线,这样使用起来非常简单。
    缺点:只能顺序写入数据,顺序的读出数据,其数据地址由内部读写指针自动加1完成,不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址
    LFU(Least Freauently Used)
    最不经常使用页置换算法,清理掉留给经常使用的使用
    LRU(Least Recently Used)喜新厌旧
    内存管理的一种页面置换算法,新加入的数据放到链表的头部,当缓存命中(被访问)数据移到链表的头部,当链表满的时候,将链表尾部的数据丢弃。

    展开全文
  • 缓存作用

    千次阅读 2015-10-08 10:45:10
    缓存作用 什么是缓存缓存就是用来避免频繁的到数据库或磁盘文件获取数据而建立的一个快速临时存储器。一般来说,缓存比数据库或...1、存储频繁访问的数据2、临时存储耗时的计算结果3、内存缓存减少磁盘IO

    缓存的作用

    什么是缓存?

    缓存就是用来避免频繁的到数据库或磁盘文件获取数据而建立的一个快速临时存储器。一般来说,缓存比数据库或磁盘容量更小,但是存取速度非常快。一般来说,内存是当前技术下最廉价且有效的缓存介质。内存价格低廉,但是存取速度是一般磁盘IO无法比拟的。

    缓存的作用

    缓存一般用来

    1. 1、存储频繁访问的数据
    2. 2、临时存储耗时的计算结果
    3. 3、内存缓存减少磁盘IO

    缓存类型

    在WEB开发中,缓存可以分为:

    应用层缓存

    应用层缓存这块跟开发人员关系最大,也是平时经常接触的。

    1. 1、缓存数据库的查询结果,减少数据的压力。这个在大型网站是必须做的。
    2. 2、缓存磁盘文件的数据。比如常用的数据可以放到内存,不用每次都去读取磁盘,特别是密集计算的程序,比如中文分词的词库。
    3. 3、缓存某个耗时的计算操作,比如数据统计。

    应用层缓存的架构也可以分几种:

    1. 1、嵌入式,也就是缓存和应用在同一个机器。比如单机的文件缓存,java中用hashMap来缓存数据等等。这种缓存速度快,没有网络消耗。
    2. 2、分布式缓存,把缓存的数据独立到不同的机器,通过网络来请求数据,比如常用的memcache就是这一类。

    分布式缓存一般可以分为几种:

    1. 1、按应用切分数据到不同的缓存服务器,这是一种比较简单和实用的方式。
    2. 2、按照某种规则(hash,路由等等)把数据存储到不同的缓存服务器。
    3. 3、代理模式,应用在获取数据的时候都由代理透明的处理,缓存机制有代理服务器来处理。

    前端缓存

    我们这里说的前端缓存可以理解为一般使用的cdn技术,利用squid等做前端缓冲技术,主要还是针对静态文件类型,比如图片,css,js,html等静态文件。

    客户端缓存

    浏览器端的缓存,可以让用户请求一次之后,下一次不在从服务器端请求数据,直接从本地缓存读取,可以减轻服务器负担也可以加快用户的访问速度。

    缓存的更新和过期

    我们这几只讲应用层的缓存。在应用层的缓存由于应经有新的数据加入,数据的修改,数据的删除等等操作,而在某些时间,我们需要这些操作及时的生效(由于用了缓存,可能会导致修改后缓存没有更新,而页面也没有变化),所以出现缓存的更新和过期的概念。

    缓存的过期

    缓存的过期包含:

    1、时间过期

    我们在缓存数据的时候我们可以指定数据缓存的最大时间,如果超过这个时间,我们就认为缓存是失效的。

    2、基于规则的过期

    我们在缓存中存储了某些数据来标明数据的版本。比如存取的时间,更新的时间,数据的版本信息等等。

    然后比较这些信息是否有变化来判断是否过期。

    缓存的更新

    1. 1、被动 - 当缓存失效的时候我们的应用程序重新从主存储器中取数据,然后重新放回缓存中。
    2. 2、主动 - 当数据一更新的时候,我们的应用主动的去更新我们的缓存内容。

    乐云缓存

    乐云建站系统采用了分布式3层缓存,通过系统底层实现,对开发者完全透明。开发者只要在添加模板时勾选"使用输出缓存",渲染引擎将对模板中各种数据自动缓存。

    乐云缓存设置

    乐云框架有效采用了三层缓存架构保证网站系统的高性能运行,减轻频繁访问数据或查询语句设计不当给数据库和Web带来的压力。

    三层缓存分别是数据缓存,查询缓存,和页面缓存,

    1. 1、数据缓存 – 置于数据层的缓存,对数据库中的数据集合进行缓存,缓存时间较短,主要用来提高短时间内的频繁相同数据访问效率。
    2. 2、查询缓存 – 根据查询语句进行查询结果集的缓存,缓存时间较长,使不同模板页面或挂件中相同查询语句的处理时间大大降低。
    3. 3、页面缓存 – 置于模板层的缓存,根据页面地址将解析渲染后的最终HTML内容进行缓存,缓存永不到期,除非用户修改数据库内容。

    基于以上3层缓存,经过测试,可以提升网站负载能力 70%,响应时间降低 40%-60%

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    分布式缓存3.1 Memcached基本介绍特点基本架构缓存数据过期策略数据淘汰内部实现分布式集群实现数据存储步骤:分布式算法3.2 Redis基本介绍数据模型数据淘汰策略数据淘汰内部实现持久化方式底层实现部分解析Redis...


    PS:在了解分布式缓存之前我们先看看缓存是个什么概念

    1.概述

    1.1 概念

    用于存储数据的硬件或软件的组成部分,以使得后续更快的访问相应的数据,缓存中的数据可能是提前计算好的结果、数据的副本等。

    1.2 作用

    缓存时分布式中的重要组件,主要解决高并发,大数据场景下,热点数据访问的性能问题,提供高性能的数据快速访问。

    1.3 原理

    • 将数据写入速度更快的存储设备
    • 将数据缓存到离应用最近的位置
    • 将数据缓存到离用户最近的位置

    2.缓存的分类

    缓存主要分为:

    • CDN缓存
    • 反向代理缓存
    • 本地应用缓存
    • 分布式缓存

    2.1 CDN缓存

    CDN(Content Delivery Network 内容分发网络)的基本原理是广泛采用各种缓存服务器,将这些缓存服务器分布到用户访问相对集中的地区或网络中,在用户访问网站时,利用全局负载技术将用户的访问指向距离最近的工作正常的缓存服务器上,由缓存服务器直接响应用户请求

    应用场景

    主要缓存静态资源,例如图片,视频
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    优点

    • 镜像服务
      消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响,实现了跨运营商的网络加速,保证了不同网络中的用户都能得到良好的质量访问
    • 远程加速
      远程访问用户根据DNS负载均衡技术智能自动选择Cache服务器,选择最快的Cache服务器,加快远程的访问速度
    • 宽带优化
      自动生成服务器的远程minior(镜像)cache服务器,远程用户访问时从cache服务器上读取数据,减少远程访问的宽带,分担网络流量,减轻原站点WEB服务器负载等功能
    • 集群抗攻击
      广泛分布的CDN节点加上节点之间的智能冗余机制,可以有效的预防黑客入侵以及降低各种DOS攻击对网站的影响,同时保证较好的服务质量

    2.2 反向代理缓存

    反向代理位于应用服务器机房,处理所有对WEB服务器的请求。
    如果用户请求的页面在代理服务器上有缓冲的话,代理服务器直接将缓冲内容发送给用户。如果没有缓冲则先向WEB服务器发出请求,取回数据,本地缓存后再发送给用户。通过降低向WEB服务器的请求数,从而降低了WEB服务器的负载。

    应用场景

    一般只缓存体积较小静态文件资源,如css、js、图片
    在这里插入图片描述

    像开源的实现有:Varnish、Nginx、Squid

    2.3 本地应用缓存

    指的是在应用中的缓存组件,其最大的优点是应用和cache是在同一个进程内部,请求缓存非常快速,没有过多的网络开销等,在单应用不需要集群支持或者集群情况下各节点无需互相通知的场景下使用本地缓存较合适;
    同时,它的缺点也是应为缓存跟应用程序耦合,多个应用程序无法直接的共享缓存,各应用或集群的各节点都需要维护自己的单独缓存,对内存是一种浪费。

    应用场景

    缓存字典等常用数据

    缓存介质

    • 硬盘缓存
      将数据缓存到硬盘,读取时从硬盘读取,其原理是直接读取本机文件,减少了网络传输消耗,比通过网络去读取数据库要快很多
      适用场景:对速度要求不是很高,但需要大量缓存存储场景
    • 内存缓存
      直接将数据存储到本机内存中,通过程序直接维护缓存对象,是访问速度最快的方式

    实现

    1.通过编程实现

    在这里插入图片描述

    2.Ehcahe

    应用场景:

    • 1.单个应用或者对缓存访问要求很高的应用
    • 2.简单的共享可以,但是对于缓存恢复,数据缓存不合适
    • 3.大型系统,存在缓存共享、分布式部署、缓存内容很大的不适合

    Ehcahe主要特征
    在这里插入图片描述

    缓存数据过期策略

    在这里插入图片描述

    • 1.FIFO
      先进先出
    • 2.LFU
      最少被使用,缓存的属性有一个hit属性,hit值最小的将会被清出缓存
    • 3.LRU
      最近最少使用,缓存的元素有一个时间戳,当缓存容量满了,而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候,那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清理出缓存
      Ehcache过期数据淘汰机制

    懒淘汰机制:每次往缓存放入数据的时候,都会存一个时间,在读取的时候要和设置的时间做TTL比较来判断是否过期


    有了上面的一些知识基础,下面我们再接着聊一聊分布式缓存

    3.分布式缓存

    指的是与应用分离的缓存组件或服务,其最大的优点是自身就是一个独立的应用,与本地应用隔离,多个应用可直接的共享缓存。

    主要应用场景

    • 1.缓存经过复杂运算得出数据
    • 2.缓存存储系统中有频繁的访问热点数据,减轻数据库压力

    主要接入方式

    • 1.程序代码实现的中间层
    • 2.独立部署的中间件

    下面介绍分布式缓存常见的2大开源实现Memcached和Redis

    3.1 Memcached

    基本介绍

    Memcached是一个高性能,分布式内存对象缓存系统,通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表,它能够用来存储各种格式的数据,包括图像、视频、文件以及数据库检索的结果等。
    简单的说就是将数据调用到内存中,然后从内存中读取,从而大大提高读取速度。

    特点

    • 1.使用物理内存作为缓存区,可独立运行在服务器上。
      每个进程最大2G,如果想缓存更多的数据,可以开辟更多的Memcached进程(不同端口)或者使用分布式Memcached进行缓存,将数据缓存到不同的物理机或者虚拟机上。
    • 2.使用key-value的方式来存储数据,这是一种单索引的结构化数据组织形式,可使数据项查询时间复杂度为O(1)
    • 3.协议简单:基于文本行的协议,直接通过telnet在memcached服务器上可进行存取数据操作,简单,方便多种缓存参考此协议
    • 4.基于Libevent高性能通信:Libevent是一套利用C开发的程序库,它将BSD系统的kqueue,Linux系统的epoll等事件处理功能封装成一个接口,与传统的select相比,提高了性能。
    • 5.内置的内存管理方式:所有数据都保存在内存中,存取数据比硬盘快当内存满后,通过LRU算法自动删除不使用的缓存,但没有考虑数据的容灾问题,重启服务,所有数据会丢失
    • 6.分布式:各个Memcached服务器之间互不通信,各自独立存取数据,不共享任何信息。服务器并不具有分布式功能,分布式部署取决于Memcached客户端。

    基本架构

    在这里插入图片描述

    缓存数据过期策略

    LRU(最近最少使用)到期失效策略,在Memcached内存储数据项时,可以指定它在缓存的失效时间,默认为永久。当Memcached服务器用完分配的内时,失效的数据被首先替换,然后也是最近未使用的数据。

    数据淘汰内部实现

    懒淘汰机制:每次往缓存放入数据的时候,都会存一个时间,在读取 的时候要和设置的时间做TTL比较来判断是否过期

    分布式集群实现

    服务端并没有 “ 分布式 ” 功能。每个服务器都是完全独立和隔离的服务。 Memcached的分布式,是由客户端程序实现的
    在这里插入图片描述

    数据存储步骤:

    • 1.客户端根据算法来进行选择服务器
    • 2.客户端与服务器通信存取数据

    分布式算法

    余数算法、散列算法

    3.2 Redis

    基本介绍

    Redis是一个远程内存数据库(非关系型数据库),性能强劲,具有复制特性以及解决问题而生的独一无二的数据模型。
    它可以存储键值对与5种不同类型的值之间的映射,可以将存储在内存的键值对数据持久化到硬盘,可以使用复制特性来扩展读性能,Redis还可以使用客户端分片来扩展写性能。
    内置了:复制(replication),LUA脚本(Lua scripting),LRU驱动事件(LRU eviction),事务(transactions) 和不同级别的 磁盘持久化(persistence), 并通过 Redis哨兵(Sentinel)和自动分区(Cluster)提供高可用性(high availability)。

    数据模型

    在这里插入图片描述

    数据淘汰策略

    • volatile-Iru:从已设置过期时间的数据集(server.db[ i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰
    • volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[ i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰
    • volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[ i].expires)中任意选择数据淘汰
    • allkeys-lru:从数据集(server.db[ i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰
    • allkeys-random:从数据集(server.db[ i].dict)中任意选择数据淘汰
    • no-enviction(驱逐)∶禁止驱逐数据

    数据淘汰内部实现

    • 1.消极方法(passive way):
      • 在主键被访问时如果发现它失效,就删除它;
      • 触发时机:在实现GET,MGET,HGET,LRANGE等所有涉及到读取命令时都会调用
    • 2.积极方法(active way):
      • 周期性的从设置了失效时间的主键中,选择一部分失效的主键删除
      • 触发时机:redis的时间事件,即每隔一段时间就中断一下,完成一些操作指令

    持久化方式

    • RDB(Redis DataBase):默认的持久化方案,数据库的快照以二进制的方式定时保存到磁盘中
    • AOF(Append Only File):以协议文本的方式,将所有对数据库进行过写入的命令及其参数记录到APF文件,依此达到记录数据库状态的目的

    底层实现部分解析

    • 启动的部分过程图解

    • server端持久化的部分操作图解

    • 底层哈希表实现(渐进式Rehash)

      • 初始化字典
      • 字典元素图解
      • Rehash执行流程

    Redis缓存设计原则

    • 1.只应将热数据放到缓存中
    • 缓存过期时间应当分散以避免集中过期
    • 缓存key应具备可读性
    • 应避免不同业务出现同名缓存key
    • 可对key进行适当的缩写以节省内存空间
    • 选择合适的数据结构
    • 确保写入缓存中的数据是完整且正确的
    • 避免使用耗时较长的操作命令,如:keys*
    • 一个key对应的数据不应过大
    • 避免缓存穿透
    • 可以进行适当的缓存预热
    • 读的顺序是先缓存,后数据库;
    • 写的顺序是先数据库后缓存

    3.3 Redis与Memcached比较

    RedisMemcached
    支持的数据结构哈希、列表、集合、有序集合纯kev-value
    持久化支持
    高可用支持redis天然支持集群功能,可以实现主动复制,读写分离。官方也提供了sentinel集群管理工具,能够实现主从服务监控,故障自动转移,这一切,对于客户端都是透明的,无需程序改动,也无需人工介入需要二次开发
    存储value容量最大512M最大1M
    内存分配临时申请空间,可能导致碎片预分配内存池的方式管理内存,能够省去内存分配时间
    虚拟内存使用有自己的VM机制,理论上能够存储比物理内存更多的数据,当数据超量时,会引发swap,把冷数据刷到磁盘上所有的数据存储在物理内存里
    网络模型非阻塞IO复用模型,提供一些非KV存储之外的排序,聚合功能,在执行这些功能时,复杂的CPU计算,会阻塞整个IO调度非阻塞IO复用模型
    水平扩展的支持暂无暂无
    多线程Redis支持单线程Memcached支持多线程,CPU利用方面Memcache优于Redis
    过期策略有专门线程,清除缓存数据懒淘汰机制:每次往缓存放入数据的时候,都会存一个时间,在读取的时候要和设置的时间做TTL比较来判断是否过期
    单机QPS约10W约60W
    源代码可读性代码清爽简洁能是考虑了太多的扩展性,多系统的兼容性,代码不清爽
    适用场景复杂数据结构、有持久化、高可用需求、value存储内容较大纯KV,数据量非常大,并发量非常大的业务

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