Docker

简介

Docker 最初是 dotCloud 公司创始人 Solomon Hykes 在法国期间发起的一个公司内部项目，它是基于 dotCloud 公司多年云服务技术的一次革新，并于 2013 年 3 月以 Apache 2.0 授权协议开源，主要项目代码在 GitHub 上进行维护。Docker 项目后来还加入了 Linux 基金会，并成立推动 开放容器联盟（OCI）

Docker 最初是在 Ubuntu 12.04 上开发实现的；Red Hat 则从 RHEL 6.5 开始对 Docker 进行支持；Google 也在其 PaaS 产品中广泛应用 Docker

Docker

优势

更高效的利用系统资源

由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统资源的利用率更高

无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用。

更快速的启动时间

传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。

Docker

Docker 本质：

Docker = 创建隔离进程 + 资源管理 + 网络/文件映射

容器就是进程

• 容器内的应用进程直接运行在宿主机内核上
• 容器 ID 本质上就是一组经过特殊配置的进程
• 这些进程通过 Linux 的 namespaces 和 cgroups 实现隔离

宿主机视角：
  PID 1001: nginx 主进程  ← 这就是一个"容器"
  PID 1002: nginx worker
  ...

容器视角：
  PID 1: nginx 主进程
  PID 2: nginx worker
  ...

Docker

分析

Docker 镜像会包含应用运行所需的所有系统依赖

一个应用的 Docker 镜像会包含：

• 应用代码
• 运行环境（如 Node.js、JRE、Python）
• 所有系统依赖库
• 必要的工具（shell、包管理器等）

比如：

FROM node:18-alpine

WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install --production  # 安装 npm 依赖（包括原生模块）
COPY . .

CMD ["node", "server.js"]

Redis 高可用 - 集群

主要内容：

• 为什么需要Redis Cluster？
• 客户端是怎样知道该访问哪个分片的? (哈希槽)
• redis实例上并没有相应的数据，会怎么样？(MOVED重定向和ASK重定向)
• 各个节点之间是怎么通信的呢(Gossip协议)
• 集群内节点出现故障怎么办（故障转移）
• Redis Cluster的Hash Slot 为什么是16384？

Redis Cluster

哨兵模式基于主从模式，实现读写分离，它还可以自动切换，系统可用性更高。但是它每个节点存储的数据是一样的，浪费内存，并且不好在线扩容

Redis 缓存

用户的数据一般都是存储于数据库，数据库的数据是落在磁盘上的，磁盘的读写速度可以说是计算机里最慢的硬件了

当用户的请求，都访问数据库的话，请求数量一上来，数据库很容易就崩溃的了，所以为了避免用户直接访问数据库，会用 Redis 作为缓存层

因为 Redis 是内存数据库，我们可以将数据库的数据缓存在 Redis 里，相当于数据缓存在内存，内存的读写速度比硬盘快好几个数量级，这样大大提高了系统性能

引入了缓存层，就会有缓存异常的三个问题，分别是缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透

缓存雪崩 (好多key同一时间都失效)

Redis 缓存2

给服务器加上 Redis，让其作为数据库的缓存

这样，在客户端请求数据时，如果能在缓存中命中数据，那就查询缓存，不用在去查询数据库，从而减轻数据库的压力，提高服务器的性能

由于引入了缓存，那么在数据更新时，不仅要更新数据库，而且要更新缓存，这两个更新操作存在前后的问题：

• 先更新数据库，再更新缓存；
• 先更新缓存，再更新数据库；

数据库与缓存一致性问题

不好的方案

先写 MySQL，再写 Redis

请求 A、B 都是先写 MySQL，然后再写 Redis，在高并发情况下，如果请求 A 在写 Redis 时卡了一会，请求 B 已经依次完成数据的更新

过期删除策略和内存淘汰策略区别

过期删除策略

Redis 是可以对 key 设置过期时间的，因此需要有相应的机制将已过期的键值对删除，而做这个工作的就是过期键值删除策略

如何设置过期时间

设置 key 过期时间的命令一共有 4 个：

• expire <key> <n>：设置 key 在 n 秒后过期，比如 expire key 100 表示设置 key 在 100 秒后过期；
• pexpire <key> <n>：设置 key 在 n 毫秒后过期，比如 pexpire key2 100000 表示设置 key2 在 100000 毫秒（100 秒）后过期。
• expireat <key> <n>：设置 key 在某个时间戳（精确到秒）之后过期，比如 expireat key3 1655654400 表示 key3 在时间戳 1655654400 后过期（精确到秒）；
• pexpireat <key> <n>：设置 key 在某个时间戳（精确到毫秒）之后过期，比如 pexpireat key4 1655654400000 表示 key4 在时间戳 1655654400000 后过期（精确到毫秒）

Redis 简介

Redis 是一种基于内存的数据库，对数据的读写操作都是在内存中完成，因此读写速度非常快，常用于缓存，消息队列、分布式锁等场景

Redis 和 Memcached 区别

Redis 与 Memcached 共同点：

• 都是基于内存的数据库，一般都用来当做缓存使用。
• 都有过期策略。
• 两者的性能都非常高。

Redis 与 Memcached 区别：(数据类型、持久化、集群管理、其他功能)

Redis 高可用 - 哨兵机制

在 Redis 的主从架构中，由于主从模式是读写分离的，如果主节点（master）挂了，那么将没有主节点来服务客户端的写操作请求，也没有主节点给从节点（slave）进行数据同步了

这时如果要恢复服务的话，需要人工介入，选择一个「从节点」切换为「主节点」，然后让其他从节点指向新的主节点，同时还需要通知上游那些连接 Redis 主节点的客户端，将其配置中的主节点 IP 地址更新为「新主节点」的 IP 地址

但这样太麻烦了，并且不智能，如果有一个节点能监控「主节点」的状态，当发现主节点挂了，它自动将一个「从节点」切换为「主节点」的，就可以了