面試疑難點解析——Java資料庫開發（五）

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1. 為什麼需要有緩存？

在整個計算機系統設計過程之中，所有的程式執行最終都需要CPU完成，但是CPU不能直接進行硬碟資料的操作，所有的CPU可以處理的資料都要加載到記憶體之中。

2. 為什麼電腦使用一段時間就慢了？

不論什麼電腦，随着存儲的内容越來越多，最終都會導緻一個問題出現，那就是變慢。磁盤進行尋址時間會加長，随着磁盤碎片的增長，整個尋址過程又會變得異常緩慢。

3. 使用者多的情況下

每一個使用者一定要建立一個session，這樣電腦上就一定要為這個session配置設定記憶體空間。如果使用者多，那麼這些線程就一定會慢慢讓整個記憶體空間占滿，而後虛拟記憶體空間也都會慢慢占滿。後續的來訪者就無法進行session的建立，也就無法進行連接配接了，這個時候是卡在了前台的記憶體上。

如果使用者現在剛好可以正常通路，這個時候的問題又會出現在磁盤上了。

4. 現實中如果發現電腦變慢可以使用固态硬碟實作作業系統的安裝

固态硬碟在整個尋址處理上要比原始的機械硬碟速度快許多，是以現在使用固态硬碟相當于減少記憶體與檔案系統中的讀取時間。

但是需要考慮一個問題，固态硬碟價格昂貴，而且固态硬碟的使用壽命不如機械硬碟。

5. 在裝置簡陋的情況下如何提速？

如果把一些常用的資料直接放在記憶體裡面，不通過磁盤讀取，這樣就避免了磁盤上的性能障礙，就形成了緩存的基本概念，從此緩存開始出現。

6. 關于緩存的思考

哪些資料需要儲存在緩存裡？

大家的熱點操作需要緩存，而且這個緩存應該是針對某一新聞操作；

不用的資料什麼時候清理掉？

所有的緩存都是儲存在記憶體裡面的，而JVM的記憶體空間的清理是需要通過GC完成的，是以在java裡考慮到這種情況，提供有四種引用範圍；

還有兩種常用算法：LRU、FIFO；

是否需要同步？

緩存中的資料是儲存在記憶體之中，是以此時與磁盤的聯系就斷了，而所有的資料都要放在磁盤上，這個時候就可能出現緩存中的資料可能是舊資料，而磁盤會進行更新，這個時候如果進行同步，那麼一定會造成額外的系統開銷，是以緩存的資料都會采用隻讀的模式，不會進行更新處理。

7. 緩存的實作

緩存的形式基本有以下幾種：

檔案緩存：将一些資料儲存在檔案裡面，需要的時候進行讀取，這樣就避免了檔案内容的動态生成；

記憶體緩存：有些内容就直接儲存在記憶體裡面了，而對于記憶體緩存有兩種常用的元件：

- OSCache：主要是用在web上，可以在JSP頁面上緩存一些對象供使用者使用；

- EhCache：廣泛地應用在一些開發架構上，例如Hibernate、shiro；

緩存資料庫上（NOSQL資料庫）：Memcached、Redis。

8. 需要有一個專門的緩存機器？

如果你使用了Nginx進行負載均衡，那麼Nginx本身是具備緩存機制的；

在進行緩存的時候考慮到處理性能，此時往往會搭建一個緩存的資料庫叢集，例如：Redis叢集。

9. 緩存資料的丢失問題

如果搭建了一個Redis叢集，雖然有主從的開發結構，但是如果主伺服器down掉了，那麼應該使用從伺服器，而這個過程中有可能造成資料的丢失。

很多時候往往不會直接采用主從結構，願意使用Zookeeper進行協調一緻的處理，因為Zookeeper切換很快，是以可以保證一台主機出問題之後，其它的主機可以立刻上來使用。

如果要進行分布式的緩存開發，強烈建議使用Redis資料庫。

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阿裡雲大學-Java面試技巧