2019秋招面试复习 项目重点提问
1. 使用redis作为分布式锁的注意事项
来源 https://www.cnblogs.com/gxyandwmm/p/9588383.html
Redis分布式锁实现的三个核心要素
1. 加锁
setnx（key，1）当一个线程执行setnx返回1，说明key原本不存在，该线程成功得到了锁，当其他线程执行setnx返回0，说明key已经存在，该线程抢锁失败。
2.解锁
当得到锁的线程执行完任务，需要释放锁，以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行del指令，del（key）释放锁之后，其他线程就可以继续执行setnx命令来获得锁。
3.锁超时
如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉，来不及显式地释放锁，这块资源将会永远被锁住，别的线程再也别想进来。
所以，setnx的key必须设置一个超时时间，以保证即使没有被显式释放，这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx不支持超时参数，所以需要额外的指令，expire（key， 30）
if（setnx（key，1） == 1）{ expire（key，30） try { do something ...... }catch() { } finally { del（key） } }
问题 1 setnx和expire的非原子性
设想一个极端场景，当某线程执行setnx，成功得到了锁：setnx刚执行成功，还未来得及执行expire指令，该节点挂了。这样一来，这把锁就没有设置过期时间，变得“长生不老”，别的线程再也无法获得锁了。
解决:
setnx指令本身是不支持传入超时时间的，Redis 2.6.12以上版本为set指令增加了可选参数，伪代码如下：set（key，1，30，NX）,这样就可以取代setnx指令
问题 2 超时后使用del 导致误删其他线程的锁:
假如某线程成功得到了锁，并且设置的超时时间是30秒。
如果某些原因导致线程B执行的很慢很慢，过了30秒都没执行完，这时候锁过期自动释放，线程B得到了锁。随后，线程A执行完了任务，线程A接着执行del指令来释放锁。但这时候线程B还没执行完，线程A实际上删除的是线程B加的锁。
解决:
可以在del释放锁之前做一个判断，验证当前的锁是不是自己加的锁。
至于具体的实现，可以在加锁的时候把当前的线程ID当做value，并在删除之前验证key对应的value是不是自己线程的ID。
1 加锁： 2 String threadId = Thread.currentThread().getId() 3 set（key，threadId ，30，NX） 4 5 doSomething..... 6 7 解锁： 8 if（threadId .equals(redisClient.get(key))）{ 9 del(key) 10 }
但是，这样做又隐含了一个新的问题，if判断和释放锁是两个独立操作，不是原子性的
可以通过使用Lua脚本 来实现两个语句的原子性。
可能出现的问题及解决方法：
1. 在执行业务时，多个并发的请求，导致同个资源被访问被多次执行（加锁）
2. 加锁后，业务并发访问这个线程大部分都返回了失败，只有少部分获取到锁的线程才能处理，这种情况下是非常不通情理的（使用reddison已经内部实现的自旋锁来进行锁的等待，获取不到锁就while循环一直尝试加锁，知道锁的获取成功才返回结果，但是这是悲观锁）
3. 加完锁后，每次获取完锁时就对一个特定值+1，执行完后对特定值进行释放，但是线程拿到锁后，抛出异常时，无法执行最后释放锁操作（加finally块执行释放锁操作）
4. 加了finally块后，这个块中的业务失败了，或者程序挂了，redis连接失败了，无法释放锁（对锁加超时时间）
5. 加了超时时间后，在持有锁这个业务中的执行时间比超时时间长，在业务执行的时候，锁超时释放了，这时，其他的请求的线程就能获取到这个锁了，出现了线程的重复进入
（对redis锁的key值用一个UUID来设计，同个线程内获取这个锁都需要生成一个唯一的id，释放时只能让同个线程内存放的id匹配释放）
，第二个线程执行了业务，而且这个业务执行后，比第一个线程快，并且锁超时解锁解了第一个锁
（获取到这个锁的时候，另外开辟一个线程，比如超时时间是10秒，这个线程就每5秒就查询一下这个锁是否失效，如果没有失效就增加5秒中，保持这个锁的有效性）
高并发设计思路
参考 https://blog.csdn.net/qiuchaoxi/article/details/81012384
http连接池+NIO+线程池（多生产者多消费者）（反向代理服务器，一致性哈希算法）+阻塞队列+数据库连接池+缓存（主从、集群）+数据库（集群、分库主从）。
细节：
1、设置http连接池，可以降低延迟，提高客户端响应时间。还可以连接池复用，支持更大的并发量。
2、把一些静态资源先加载到浏览器缓存里面，减少服务器端的压力
3、可以对服务器端的数据进行压缩
4、反向代理服务器可以保护服务器的安全，来自互联网的请求必需经过代理服务器。所以也可以在代理服务器放一些静态数据，当用户第一次访问静态内容时，静态内容就被缓存在反向代理服务器上，其他用户请求进来时，就可以直接返回，减轻web服务器负载压力。
5、NIO模型（是在Linux还是Windows系统下，Windows建议用AIO，Linux系统下AIO的底层也是基于epoll多路复用，差别不大，LF的区别）
6、线程池（根据线程池处理不同性质的任务，要有不同性质的线程池，IO密集型，CPU*2。CPU密集型，CPU+1.多生产者多消费这模型）线程池还需要考虑：a.先设置一个最大线程数量和最小线程数量，进行性能评估，压测。b.线程池阻塞队列的大小要有界，否则服务器压力过大。c.须考虑线程池的失败策略，失败后的补偿。d.后台批处理服务须与线上面向用户的服务进行分离。
7、阻塞队列，因为NIO第二个阶段会引起用户线程的阻塞，比如可能等待JDBC连接数据库，因此在这里用一个阻塞队列，线程把请求放到阻塞队列里面，这个线程就可以回归线程池，处理别的事情了。是一个生产者消费者模型
8、建一个数据库连接池，主要是为了减少资源的消耗、减少延迟。
9、数据存储部分，1）根据实际情况设置索引和优化SQL语句。2）幂等、乐观、悲观。3）防止SQL注入攻击。4）一个事务当中操作不要过多，可能会阻塞，进而累积造成数据库的故障。5）数据量太大，查询的时间利用limit关键字进行分页处理，防止结果集太大，让应用OOM。
10、使用缓存，减少数据库的访问次数，提高并发量。1）缓存的结构，LRU，链表（集合类存放超时对象），大小，时间。2）核心业务和非核心业务进行分离，减少相互影响的可能性，不要使用共享缓存。3）不常用的数据不要使用缓存。4）夜间查询一天之类搜索频率比较高的词汇，结合AI进行预测，预测的结果预先放到缓存里面。5）考虑分布式缓存数据库：Redis、memcached，防止本地缓存内存溢出。Redis的主从同步，读写分离、负载均衡。主从+一级二级缓存+哨兵。哨兵是Redis 的高可用性解决方案：由一个或多个哨兵实例 组成的哨兵 系统可以监视任意多个主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器。
11、主从有瓶颈，会有延迟、主服务器压力过大。考虑集群、分库分表。考虑用一致性哈希算法实现分布式缓存数据库。数据迁移量小，引入虚拟节点、防止数据倾斜。
12、 若有重复数据，布隆过滤器去重。
13、数据库存储文件名之类的，服务器保存实际的数据。
保持数据一致性的方法：1. 消息队列 2. 用同一个数据库，A.B,C用同一个数据库。 3。 用Redis缓存，把一些数据放到缓存。
2. 高并发系统设计2
来源 https://blog.csdn.net/qixiang_chen/article/details/88945241
一、系统架构扩展
系统的扩展性可以提供系统的性能。代表系统能够容纳更高的负载、更大的数据集，并且系统是可维护的。扩展可以分为两种：
垂直扩展（stade up），提高单一的机器性能配置，如添加内存、更换更强的处理器等等。
2.水平扩展（out），横向添加新机器。
水平扩展比垂直扩展有更强大的扩展性，但水平扩展也来了更高的维护成本。实践中需要根据具体情况来寻求一个平衡点。
二、静态化技术
采用预处理方式将页面静态化，存储在磁盘，不需要连接数据库读取数据，可以提高服务端性能
三、使用缓存服务器减少IO
使用Redis，Memache内存服务器，在内存中存储数据，减少磁盘IO读取量
四、引入微服务器框架Dubbo，SpringCloud
将业务模块切分为多个微服务，托管在微服务框架中，提高负载均衡与容错处理
五、使用数据库集群技术
数据库层面采用主从复制模式、集群模式、采用分区表将数据平均分配到多个磁盘控制器。采用读写分离设计模式
六、图片存储在分布文件系统或CDN服务中
静态资源（图片、视频、网页）采用分布式存储，或者使用CDN服务分发，系统需要设计为前后端分离。
七、业务处理采用NIO技术
采用非阻塞IO技术，借鉴Dubbo使用Netty框架。
八、应用服务调优(Tomcat,Weblogic,Websphere)
通用的配置是设置JVM参数，内存各分区大小，垃圾回收线程多少。再根据不同应用服务器的配置参数，优化应用服务器。
九、负载均衡
使用了水平扩展之如何将大量的请求“均衡”到我们的扩展机器上
两种负载均衡模式：有状态（如有携带session）和无状态
两种负载均衡方式：硬件均衡和软件均衡
硬件均衡比较简单，通常接入一个设备即可，之后的均衡和故障检测等等都由硬件自动完成。成本较高。
软件均衡则是通过软件来转发各种请求，更加容易的定义转发规则，有较多的开源产品选择。
第四层和第七层
经常在负载均衡中看到第四层和第七层这两个名词。它们实际上是指它们各自工作时所处理的网络协议的层数（使用ISO模型）。
第四层是数据传输层，包括TCP和UDP，第七层则是应用层，通常web中为HTTP应用。如Apache、nginx等支持第七层的均衡，而且可配置性都相当强大，能够适应较复杂的应用。例如可以简单的将流量分担到各个负载机上，也可以定义一套业务规则，将应用划分为不同的池，每个池处理某些固定规则的URL。
对比软件均衡与硬件均衡，可以发现它们各自的优缺点：
硬件均衡成本比较高，软件均衡多数可以使用免费的开源软件来实现。
硬件均衡对于故障检测比软件均衡更加强大、快速。在采用硬件均衡时，一旦某台机器出现故障，马上就可以检测出来并立即屏蔽。
硬件均衡可以快速的添加机器（接入硬件接口即可），而软件均衡除了添加机器外还要添加一些配置信息，以将某些流量导入到新的机器。
软件均衡可以定义非常复杂的业务规则，而硬件均衡在这方面相对较弱。
多数的硬件均衡方案都有捆绑附加的一些服务如HTTPS加速、DOS防火墙等等。
十、操作系统优化
虚拟内存调优、可用文件句柄多少配置，
