項目中遇到的Redis緩存問題及面試問題總結

1.Redis服務器 can not get resource from pool.

1000個線程併發還能跑,5000個線程的時候出現這種問題,查後臺debug日誌,發現redis 線程池不夠。剛開始設置的是:

# redis 配置文件
#redis
redis.host=127.0.0.1
redis.port=6379
redis.timeout=300        等待時間  10s改爲300s
redis.password=123456
redis.poolMaxTotal=1000   連接數,剛開始最大連接數 設置爲100.
redis.poolMaxIdle=500      最大空閒連接數  100改成500
redis.poolMaxWait=300

順便也改了一下jdbc 的連接池參數,最大空閒和最大連接數都改成1000.在測一下。可以

spring.datasource.filters=stat
spring.datasource.maxActive=1000
spring.datasource.initialSize=100
spring.datasource.maxWait=60000
spring.datasource.minIdle=500
spring.datasource.timeBetweenEvictionRunsMillis=60000
spring.datasource.minEvictableIdleTimeMillis=300000
spring.datasource.validationQuery=select 'x'
spring.datasource.testWhileIdle=true
spring.datasource.testOnBorrow=false
spring.datasource.testOnReturn=false
spring.datasource.poolPreparedStatements=true
spring.datasource.maxOpenPreparedStatements=20

2.5000併發下的問題,20個商品,庫存減到-4980。

後來看代碼發現,判斷庫存用的是if(stock==0 ) 拋出異常。應該用stock<0,因爲 若此時同時2個線程進來,就永遠小於0,後面的業務邏輯都可以執行。

3.然後就是超賣的問題

第一次壓力測試的時候,5000個線程,分別取不同的token(sessionId),同時訪問 秒殺這個接口,商品個數只放了20個。結果出現最後商品數量變負的問題。

4.編碼的問題

接口限流防刷的時候,通過計數器限流,如果超過某個閾值,向前端返回一個codeMsg對象用於顯示的時候,顯示的是String是亂碼的問題,之前由於一直返回都是json 格式,都是封裝好在data裏。

這次返回是直接通過輸出流直接寫到response直接返回字節數組的,而不是spring controller 返回數據(springboot 默認utf-8),出現亂碼問題,用utf-8編碼,解決。

5.壓測是如何壓測的,以及壓測的瓶頸?

壓測是利用Jmeter壓測。(Apache開發的基於java的壓測工具)。

壓測具體實現:

1.在數據庫中提前插入5000個用戶密碼(腳本 for循環 id是13000000+i),密碼統一爲“123456”,隨機鹽值也是固定的,方便操作。用JDBC存入數據庫。作爲5000個備用用戶。

2.然後寫了一個小腳本讓5000個用戶post請求我的登陸接口(login),生成sessionId並存入緩存,並改寫了一下login接口讓其換回sessionId。把這5000個用戶的id和對應sessionid寫到了一個TXT文件裏面。

3.最後利用jmeter 創建5000個線程,賬號每個線程攜帶提前寫好的用戶token(sessionId),參數就是商品id和sessionid,商品id確定我要買的票是哪個,sessionid用來獲取用戶信息。(從緩存中拿)

壓測的瓶頸:

qps-126/s----靜態化-250/s---接口優化-860/s.

瓶頸主要是對數據庫的訪問。

1.數據庫讀取,寫入,處理請求的速度。

數據庫讀取寫入加上網絡IO速度很慢,減少對數據庫的訪問,在緩存這一端就屏蔽掉大部分訪問數據庫的請求(Redis預減庫存操作)

2.利用消息隊列,異步業務邏輯的處理速度慢,可以先返回結果,讓其輪詢。

3.利用內存map,減少對Redis服務器的訪問,flag機制。

4.其他想到的但還沒實現

服務器系統的負載均衡+集羣

數據庫數據達到1000W以上就很慢,分庫分表

6.用戶登陸的整個流程是如何實現的?

1.首先輸入登陸頁面的url.http://localhost:8080/login/to_login,controller根據map映射返回給html頁,到達登陸頁面

2.整個頁面是一個login表單,包含用戶名和密碼兩個輸入框部分,還有一個登陸按鈕和重置按鈕。

3.在前端,給登陸按鈕綁定一個login()方法,login()方法中會獲取表單中的用戶名和密碼,然後將密碼利用封裝好的md5()函數以及設置的固定鹽值進行拼接,鹽值設置爲“1a2b3c”,然後進行MD5算法生成4個32位拼接的散列值作爲輸入密碼(用於 網絡傳輸),作爲參數傳給後端。(這裏的目的主要是第一道加密,防止http明文傳輸,泄漏密碼)。

4.然後ajax異步訪問do_login 接口,參數爲用戶名和md5之後的密碼,後端接收到前端傳輸來的參數後,會對用戶名和密碼進行參數校驗,驗證是否爲空,是否有格式問題(密碼長度6位以上,用戶名格式11位等等),如果驗證不通過,返回CodeMsg(),封裝好的對應的錯誤信息給前端。

5.如果驗證成功,進入下一步,用戶的登陸,首先通過用戶名取用戶對象信息(先從緩存中取,取不到取數據庫取,取到了將用戶信息存入緩存中,下一次登錄我們可以先從緩存中取用戶,降低數據庫壓力),然後返回一個user對象,再判斷這個user對象是否爲空,若是空就拋出異常,不是空的情況說明數據庫中有該用戶,然後根據傳入的密碼和數據中保存的隨機鹽值,進行md5再次拼接,獲得的值若是和數據庫中的密碼一致,那麼說明登陸成功。

關鍵點: 6.登陸成功的時候,隨機生成uuid作爲sessionId,將其寫入cookie中返回給客戶端,並且將模塊前綴+該用戶id作爲key和sessionId 作爲值,存入緩存(這裏爲分佈式緩存提供的基礎)。這時候跳轉到 搶票列表頁面,如果密碼不匹配,拋出異常,返回。

7.秒殺的兩個關鍵點如何應對--高併發應對策略+頁面加載速度?

短時間的大訪問量 網站服務器 同網站,不同項目部署,/獨立域名 避免對網站造成影響 高併發問題,不停刷新 數據庫 頁面靜態化
同網站,不同項目部署,/獨立域名 避免對網站造成影響 寬帶 同網站,不同項目部署,/獨立域名 避免對網站造成影響 不能提前下單 服務器 url動態化,+隨機數
下單之後的搶的問題 sql 樂觀鎖

大量訪問高併發的應對(主要訪問大量訪問數據庫崩潰)

1.Redis預減庫存減少數據庫訪問

2.map標記減少Redis訪問屏蔽一定的請求減輕緩存壓力

3.消息隊列異步處理

  • 流量削峯 開始搶購的瞬間 大量併發進入,先將請求入隊,若隊列滿了,那麼捨棄再入隊的請求返回一個異常

  • 先給前端一個數據返回表示排隊中,再進行後續的業務處理,前端輪詢最後成功或者失敗在顯示業務結果

4.數據庫運行的問題,傳統的sql寫成存儲過程(直接調用),加速sql

5.數據庫裏鎖及唯一索引來處理搶的問題。

頁面加載速度

頁面靜態化,緩存在客戶端

CDN服務器

在上表中列出來的解決方案中看出,利用 頁面靜態化、數據靜態化,反向代理 等方法可以避免 帶寬和sql壓力 ,但是隨之而來一個問題,頁面搶單按鈕也不會刷新了,可以把 js 文件單獨放在js服務器上,由另外一臺服務器寫 定時任務 來控制js 推送。

另外還有一個問題,js文件會被大部分瀏覽器緩存,我們可以使用xxx.js?v=隨機數 的方式來避免js被緩存

8.頁面靜態化的過程

更爲激進的緩存方式(之前可以用將html源碼緩存起來再讀,避免服務器渲染html過程)。

什麼是瀏覽器緩存:

  簡單來說,瀏覽器緩存就是把一個已經請求過的Web資源(如html頁面,圖片,js,數據等)拷貝一份副本儲存在瀏覽器中。緩存會根據進來的請求保存輸出內容的副本。當下一個請求來到的時候,如果是相同的URL,緩存會根據緩存機制決定是直接使用副本響應訪問請求,還是向源服務器再次發送請求。比較常見的就是瀏覽器會緩存訪問過網站的網頁,當再次訪問這個URL地址的時候,如果網頁沒有更新,就不會再次下載網頁,而是直接使用本地緩存的網頁。只有當網站明確標識資源已經更新,瀏覽器纔會再次下載網頁。

頁面靜態化的好處:

我們知道瀏覽器會將html,圖片等靜態數據,緩存到本地,在高併發搶票場景,用戶會通過不斷的刷新頁面來進行搶票操作,這樣帶來Web帶寬的浪費以及服務器的訪問壓力。於是,我們可以通過將搶票頁面做成靜態頁面html頁,其中的票務數據通過ajax異步調用接口來獲取,僅僅交互的是部分數據,減少了帶寬,也加快用戶訪問的速度。

  function getDetail() {
        var goodsId = g_getQueryString("goodsId");
        $.ajax({
            url : "/goods/to_detail/"+goodsId,
            type : "GET",
            success: function (data) {
                if (data.code  == 0) {// 訪問後端detail 接口拿到數據
                    render(data.data);//渲染界面的方法
                }else {
                    layer.msg(data.msg)
                }
            },
            error:function () {
             layer.msg("客戶端請求有誤!")
            }
        })
    }

    function render(detail) {
        var  goodsVo =detail.goodsVo;
        var miaoshaStatus =detail.miaoshaStatus;
        var remainSeconds =detail.remainSeconds;
        var user =detail.user;
        if (user) {
            $("#userTip").hide();//沒有就不展示
        }
        //用獲取的參數 放入 對應的模板中
            $("#goodsName").text(goodsVo.goodsName);
            $("#goodsImg").attr("src", goodsVo.goodsImg);
            $("#startTime").text(new Date(goodsVo.startDate).format("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"));
            $("#remainSeconds").val(remainSeconds);
            $("#goodsId").val(goodsVo.id);
            $("#goodsPrice").text(goodsVo.goodsPrice);
            $("#miaoshaPrice").text(goodsVo.miaoshaPrice);
            $("#stockCount").text(goodsVo.stockCount);
            countDown();//調用倒計時
    }
    function countDown() {
        var remainSeconds = $("#remainSeconds").val();
        // var remainSeconds = $("#remainSeconds").val();
        var timeout;//定義一個timeout 保存Timeout 值
        if (remainSeconds>0){//秒殺未開始
            $("#buyButton").attr("disabled",true);/*還沒開始的時候按鈕不讓點*/
            $("#miaoshaTip").html("秒殺倒計時:"+remainSeconds+"秒");
            /*且做一個倒計時*/
            timeout=setTimeout(function () {//setTimeout 爲時間到了之後執行 該函數
                $("#countDown").text(remainSeconds-1);//將顯示中的值 -1
                $("#remainSeconds").val(remainSeconds-1);// remianSeconds 值減一
                countDown();//在調用該方法 實現循環
            },1000)
        }else if (remainSeconds == 0){//秒殺進行中
            $("#buyButton").attr("disabled",false);
            //當remainSeconds =0
            clearTimeout(timeout);//取消timeout 代碼執行
            $("#miaoshaTip").html("秒殺進行中!")//修改其中的內容
            /**加入秒殺數學驗證碼 功能
             * 1.一開始圖形驗證碼和輸入框都是隱藏的
             * 2.當秒殺進行的時候,顯示驗證碼和輸入框
             * */
            $("#verifyCodeImg").attr("src", "/miaosha/verifyCode?goodsId="+$("#goodsId").val());//訪問驗證碼接口
            $("#verifyCodeImg").show();
            $("#verifyCode").show();

        } else {//秒殺結束
            $("#buyButton").attr("disabled",true);
            $("#miaoshaTip").html("結束!!!")//修改其中的內容
        }
    }

做法:首先將票務詳情這個template 模板 html頁放在static 文件下,然後改掉thymeleaf 模板語言標籤讓其成爲純html語言,然後將票務列表中的鏈接指向(本來是requestMapping,向後端contrller 請求這個詳情業務及數據,然後利用spring渲染模板,在返回的),現在直接指向static文件下的票務詳情頁(鏈接中帶商品id作爲參數),最後在這個html頁面寫ajax異步訪問後端接口/getdetail,後端接口也改造一下返回的是這個商品的全部詳細信息,封裝在data裏,以json的形式,然後寫了一個render(),把從後端傳來的數據寫進對應數據中。

 /** 頁面靜態化:商品詳情頁面
     * 方法:返回的是一個靜態html 頁面 + 利用ajax(通過接口)從服務端獲取對應數據 + js技術將數據放入html
     * */
    @RequestMapping(value = "/to_detail/{goodsId}") // 前端傳入的參數 goodsId
    @ResponseBody
    public Result<GoodsDetailVo> detail(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Model model, MiaoshaUser user,
                         @PathVariable("goodsId") Long goodsId){//通過註解@PathVariable獲取路徑參數
        /*先將user 傳進去 用來判斷是否登錄*/
        model.addAttribute("user",user);
        /*根據傳入的Id 通過service 拿到對應的Good信息*/
        GoodsVo goods = goodsService.getGoodsById(goodsId);
        model.addAttribute("goods",goods);

        long startTime = goods.getStartDate().getTime();
        long endTime = goods.getEndDate().getTime();
        long nowTime = System.currentTimeMillis();/* 拿到現在時間的毫秒值*/
        /**這裏要做一個秒殺時間的判斷 秒殺開始 秒殺結束 秒殺進行
         * */
        int miaoshaStatus = 0;/*用該變量來表示 秒殺的狀態 0 表示秒殺未開始 1 開始 2 結束*/
        int remainSeconds = 0; /*表示剩餘時間 距離秒殺開始的時間*/
        if (nowTime<startTime){//秒殺未開始
            miaoshaStatus = 0;
            remainSeconds = (int)((startTime-nowTime)/1000);//注意此時是 毫秒值 要除以1000
        }else if (endTime<nowTime){//秒殺結束
            miaoshaStatus = 2;
            remainSeconds = -1;
        }else {//秒殺進行中
            miaoshaStatus = 1;
            remainSeconds = 0;
        }
        model.addAttribute("remainSeconds",remainSeconds);
        model.addAttribute("miaoshaStatus",miaoshaStatus);
        /*
        將我們需要的數據 封裝到GoodsDetailVo中
         */
        GoodsDetailVo goodsDetailVo = new GoodsDetailVo();
        goodsDetailVo.setGoodsVo(goods);
        goodsDetailVo.setMiaoshaStatus(miaoshaStatus);
        goodsDetailVo.setRemainSeconds(remainSeconds);
        goodsDetailVo.setUser(user);
        return Result.success(goodsDetailVo);

文末彩蛋

針對於上面所涉及到的知識點我總結出了有1到5年開發經驗的程序員在面試中涉及到的絕大部分架構面試題及答案做成了文檔和架構視頻資料免費分享給大家(包括Dubbo、Redis、Netty、zookeeper、Spring cloud、分佈式、高併發等架構技術資料),希望能幫助到您面試前的複習且找到一個好的工作,也節省大家在網上搜索資料的時間來學習,也可以關注我一下以後會有更多幹貨分享。

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項目中遇到的Redis緩存問題及面試問題總結
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