NoSQL 是什么？

什么是 NoSQL？

1. 定义

NoSQL（Not Only SQL）是一类非关系型数据库的总称，主要用于处理大规模数据存储、分布式系统和高并发场景。NoSQL 数据库通常以键值、文档、列族和图形等方式存储数据，与传统关系型数据库相比，其存储方式更加灵活。

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2. NoSQL 的特点

1. 灵活的数据模型：

   • 不需要预定义严格的表结构，支持半结构化和非结构化数据。
   • 每条记录可以有不同的字段和结构。

2. 高可扩展性：

   • 水平扩展能力强，适合分布式存储和集群部署。
   • 可以通过添加节点轻松扩展存储容量和处理能力。

3. 高性能：

   • 针对特定场景（如键值查询）优化，具有极高的读写性能。
   • 减少了关系型数据库中的复杂操作（如 JOIN）。

4. 内置分布式特性：

   • 自然支持分布式数据存储，内置数据分片和副本机制，适合分布式架构。

5. 弱一致性：

   • 使用 CAP 理论中最终一致性模型，允许在短时间内存在数据不一致，以提高性能和可用性。

常见的三种缓存读写策略

1. Cache Aside Pattern（旁路缓存模式）

概述：
在 Cache Aside 模式中，应用程序负责同时操作数据库和缓存。数据的读操作首先从缓存中查找，如果没有命中，才从数据库中查询，并将数据加载到缓存中。写操作首先更新数据库，然后删除缓存数据，避免缓存和数据库数据的不一致。

读操作：

1. 从缓存中查找数据，存在则直接返回。
2. 如果缓存中没有，则从数据库中查询数据并返回。
3. 将查询结果写入缓存，以便下次访问时命中。

Java 缓存基础常见知识点总结

什么是缓存，为什么需要缓存？

1. 什么是缓存？

缓存（Cache）是一种高效的数据存储机制，它用于临时存储高频访问的数据，以减少数据读取的时间，提高系统性能。缓存通常存放在内存中，比从磁盘或数据库获取数据要快得多。

2. 为什么需要缓存？

缓存的主要目的是提高访问速度，减少系统的负载，优化性能，具体优势包括：

• 减少数据库查询压力：避免重复查询数据库，提高数据库吞吐量。
• 提升系统响应速度：数据存储在内存中，访问速度比磁盘或远程数据库快几个数量级。
• 降低服务器资源消耗：减少 CPU、IO 和网络带宽的占用。
• 优化用户体验：减少请求延迟，提高系统的并发能力。
• 支持高并发：减少后端服务器的负担，提升系统可扩展性。

本文整理完善自：https://mp.weixin.qq.com/s/0Nqfq_eQrUb12QH6eBbHXA ，作者：阿 Q 说代码

这篇文章会详细总结一下可能导致 Redis 阻塞的情况，这些情况也是影响 Redis 性能的关键因素，使用 Redis 的时候应该格外注意！

O(n) 命令

Redis 共有 5 种基本数据类型：String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（散列）、Zset（有序集合）。

这 5 种数据类型是直接提供给用户使用的，是数据的保存形式，其底层实现主要依赖这 8 种数据结构：简单动态字符串（SDS）、LinkedList（双向链表）、Dict（哈希表/字典）、SkipList（跳跃表）、Intset（整数集合）、ZipList（压缩列表）、QuickList（快速列表）。

Redis 5 种基本数据类型对应的底层数据结构实现如下表所示：

String	List	Hash	Set	Zset
SDS	LinkedList/ZipList/QuickList	Dict、ZipList	Dict、Intset	ZipList、SkipList

除了 5 种基本的数据类型之外，Redis 还支持 3 种特殊的数据类型：Bitmap、HyperLogLog、GEO。

Bitmap （位图）

介绍

根据官网介绍：

Bitmaps are not an actual data type, but a set of bit-oriented operations defined on the String type which is treated like a bit vector. Since strings are binary safe blobs and their maximum length is 512 MB, they are suitable to set up to 2^32 different bits.

Bitmap 不是 Redis 中的实际数据类型，而是在 String 类型上定义的一组面向位的操作，将其视为位向量。由于字符串是二进制安全的块，且最大长度为 512 MB，它们适合用于设置最多 2^32 个不同的位。

Redis 过期事件监听实现延时任务功能的原理

在 Redis 中，过期事件监听功能依赖于 Redis 的 keyspace notifications，这是一种通过发布/订阅（pub/sub）模式来监听键的变化的机制。当 Redis 中的某个键过期时，Redis 会通过一个默认的频道 __keyevent@<db>__:expired 发布该键过期的事件。

关键流程

1. 设置过期时间：当你为一个键设置过期时间时，Redis 会在后台根据过期时间来标记该键为过期。
2. 发布过期事件：当键过期时，Redis 会通过 __keyevent@<db>__:expired 频道发布一个过期事件消息。
3. 订阅频道：客户端通过 SUBSCRIBE 命令订阅 __keyevent@<db>__:expired 频道，监听到过期事件后，客户端可以获取过期键的消息并执行延时任务。

什么是内存碎片?

你可以将内存碎片简单地理解为那些不可用的空闲内存。

举个例子：操作系统为你分配了 32 字节的连续内存空间，而你存储数据实际只需要使用 24 字节内存空间，那这多余出来的 8 字节内存空间如果后续没办法再被分配存储其他数据的话，就可以被称为内存碎片。

Redis 内存碎片虽然不会影响 Redis 性能，但是会增加内存消耗。

为什么会有 Redis 内存碎片?

Redis 内存碎片产生比较常见的 2 个原因：

1、Redis 存储数据的时候向操作系统申请的内存空间可能会大于数据实际需要的存储空间。

使用缓存的时候，我们经常需要对内存中的数据进行持久化也就是将内存中的数据写入到硬盘中。大部分原因是为了之后重用数据（比如重启机器、机器故障之后恢复数据），或者是为了做数据同步（比如 Redis 集群的主从节点通过 RDB 文件同步数据）。

Redis 不同于 Memcached 的很重要一点就是，Redis 支持持久化，而且支持 3 种持久化方式:

• 快照（snapshotting，RDB）
• 只追加文件（append-only file, AOF）
• RDB 和 AOF 的混合持久化(Redis 4.0 新增)