后台开发知识点总结（六）大型网站架构

2017-02-18

什么叫正向代理？什么叫反向代理？

正向代理是一种客户端主动使用的代理方式。它需要用户在客户端设置，对服务器透明。反向代理是一种服务器端使用的代理方式，它不需要用户在客户端进行设置，对客户端透明。譬如翻墙软件就是一种正向代理，而nginx是典型的反向代理，可以为服务器提供缓冲。

反向代理服务器与负载均衡服务器的区别？

反向代理服务器将静态资源存储到服务器上，以便用户能够更快地获得资源。负载均衡服务器之转发用户请求，不存储资源。

Redis的可排序集与集合的区别是什么？是怎么实现的？

可排序集在排序上拥有更高的效率（集合排序的时间复杂度为O），可排序集是借助跳表实现的。

什么是跳表？

跳表是一种可以用来替代树的数据结构，它的效率和AVL树不相上下。跳表由很多层构成，每一层都是一个有序链表。最下层包含了链表的所有元素，在上层出现的元素，下层还会出现。跳表使用上层来作为下层的索引，每个节点包含两个指针，一个指向后一个节点，一个指向下面的节点。跳表的空间复杂度期望为2n，其查找、插入和删除的时间复杂度均为O(log(n))。

跳表如何进行插入和删除？

跳表的插入比较复杂，首先要确定插入的元素所在的层数（用丢硬币的方法，丢到正面继续丢，丢到反面则停止。抛硬币的次数就是层数），如果层数超过当前层数，则在最上面添加新的层。跳表的删除比较简单，直接按照链表的方式删除即可。

介绍一下你所知道的缓存算法？

1.LRU 和 LFU：
LRU（按照上次使用时间排序）、LFU（按照使用频率排序）、LRU2（按照倒数第二次使用时间排序）。
2.LRU 升级版：
2Q（Double Queues，两个LRU队列，比例1:3，当对象被第二次访问，移入第二级队列），ARC（adaptive Replacement cache，LFU 的2Q版，两个队列，一个是最近被访问一次，另一个是最近被访问两次）。
3.基于 FIFO：
FIFO（先进先出）、Second Chance（带标记位的FIFO）、Clock（环形队列的Second Chance）。
4.基于时间：
绝对时间周期（相同寿命）、相对时间周期（相同时刻）、从上次访问开始算起的时间周期
5.移除最常用：
MRU（移除最近最多访问元素，因为找出最近最少被访问的时间复杂度高）。

Redis的优势在于哪？

首先，Redis支持多种数据类型（字符串、列表、哈希、集合、有序集合）以及它们的原子性操作。另外，Redis支持数据的持久化和 Master-Slave 模式的数据备份。

负载均衡服务器的三大特性？

负载均衡算法（轮询、最小连接数、最快响应时间、比率、优先权、哈希、基于策略（自定义）、基于数据包）、健康检查（Ping、TCP、UDP、HTTP、FTP、DNS等，七层网络中的三到七层）和会话保持（同一用户访问到相同服务器）。

线程的状态有几种？

新建、就绪、运行、阻塞、死亡。

终止线程有几种方式？

通过标志位控制退出（while(volatileexit)）、通过stop的方法来终止线程（thread.stop()）、通过中断的方法终止进程（thread.interuped()）。

什么叫缓存穿透？怎么预防？

缓存穿透指的是访问一个不存在的数据，由于这样缓存不可能命中，缓存就会去数据库中直接读这个数据，给数据库造成压力。预防的方式是使用一个布隆过滤器，即把数据库中所有可能的值 hash 到一个足够大的 bItmap 上去，请求到达时先用过滤器检测是否由该数据，如果有再去缓存中读取。
不同缓存系统中的缓存算法分别是怎样的？
Redis2.6/ Encache/ Hazelcast：随机找3条/ 8条/ 25条，删去其中空闲时间最长的数据。
Redis3.0：随机找五条，插入一个长度为16按空闲排序的队列里，每次删去最老的元素。
MemCached/ Guava Cache：纯粹的LRU，维持一个双向链表，插入到链表头，删除时把前后两个元素连接起来。

不同缓存系统对于过期键是怎么删除的？

所有缓存系统对于过期键都采用惰性删除的方式，也就是说，并不是数据一过期就删除（因为执行检查的线程耗费cpu），而是只有元素被访问时，才会检查它是否超时了。为了防止不被访问的数据永远不被清理，不同缓存系统提供了不同的策略去清理这样的数据：
Redis：每100ms抽取20条进行检查。如果有超过1/4过期，那么立即进行下一轮检查。
MemCached：有一个检查线程从双链表队尾往前检查，每隔一段时间（默认100ms）执行一次。
Guava Cache：由于在这个系统中，同一个Cache里所有数据同时过期，因此只需要从队尾向前检查直到不过期为止。每次写入数据都会调用此方法。
Ehcache：只有惰性检查，没有主动过期。

设计缓存算法需要考虑的因素有哪些？

成本：如果对象获取成本不同，难以获取的元素需要尽可能的保存。
容量：先清除大对象，这样就可以把更多的小对象换进内存。
时间：如果系统缓存着过期时间，那么对过期的数据进行清理。