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[数据库]总结:如何使用redis缓存加索引处理数据库百万级并发


前言:事先说明:在实际应用中这种做法设计需要各位读者自己设计,本文只提供一种思想。准备工作:安装后本地数redis服务器,使用mysql数据库,事先插入1000万条数据,可以参考我之前的文章插入数据,这里不再细说。我大概的做法是这样的,编码使用多线程访问我的数据库,在访问数据库前先访问redis缓存没有的话在去查询数据库,需要注意的是redis最大连接数最好设置为300,不然会出现很多报错。

 贴一下代码吧

package select;import redis.clients.jedis.JedisPool;import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;public class SelectFromMysql {	  public static void main(String[] args) {		  	JedisPool pool;	   	    JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();//创建redis连接池	    // 设置最大连接数,-1无限制	    config.setMaxTotal(300);	    // 设置最大空闲连接	    config.setMaxIdle(100);	    // 设置最大阻塞时间,记住是毫秒数milliseconds	    config.setMaxWaitMillis(100000);	    // 创建连接池	    pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379,200000);	   for (int i =9222000; i <=9222200; i++) {//这里自己设置用多少线程并发访问				String teacherName=String.valueOf(i);				new ThreadToMysql(teacherName, "123456",pool).start();				 			}	 }}

 

package select;import java.sql.Connection;import java.sql.DriverManager;import java.sql.ResultSet;import java.sql.SQLException;import java.sql.Statement;import redis.clients.jedis.Jedis;import redis.clients.jedis.JedisPool;public class ThreadToMysql extends Thread {	public String teacherName;	public String password;	public JedisPool pool;	public ThreadToMysql(String teacherName, String password,JedisPool pool) {//构造函数传入要查询登录的老师姓名和密码				this.teacherName=teacherName;		this.password=password;		this.pool=pool;	}		public void run() {		 Jedis jedis = pool.getResource();		 Long startTime=System.currentTimeMillis();//开始时间		if (jedis.get(teacherName)!=null) {			 Long entTime=System.currentTimeMillis();//开始时间			System.out.println(currentThread().getName()+" 缓存得到的结果: "+jedis.get(teacherName)+" 开始时间:"+startTime+" 结束时间:"+entTime+" 用时:" +(entTime-startTime)+"ms");			pool.returnResource(jedis);			System.out.println("释放该redis连接");		} else {				 String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1/teacher"; 		 String name = "com.mysql.jdbc.Driver"; 		 String user = "root"; 		 String password = "123456"; 		Connection conn = null; 		try {			Class.forName(name);			conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);//获取连接 			conn.setAutoCommit(false);//关闭自动提交,不然conn.commit()运行到这句会报错		} catch (ClassNotFoundException e1) {			e1.printStackTrace();		} catch (SQLException e) {			e.printStackTrace();		}		if (conn!=null) {		  			String sql="select t_name from test_teacher where t_name='"+teacherName+"' and t_password='"+password+"' ";//SQL语句			String t_name=null;			try {				Statement stmt=conn.createStatement();				ResultSet rs=stmt.executeQuery(sql);//获取结果集				if (rs.next()) {					t_name=rs.getString("t_name");					jedis.set(teacherName, t_name);					System.out.println("释放该连接");				}				conn.commit();				stmt.close();				conn.close();			} catch (SQLException e) {				e.printStackTrace();			}finally {				pool.returnResource(jedis);				System.out.println("释放该连接");			}			  Long end=System.currentTimeMillis();			  System.out.println(currentThread().getName()+" 数据库得到的查询结果:"+t_name+"  开始时间:"+startTime+" 结束时间:"+end+" 用时:"+(end-startTime)+"ms");								} else {			System.out.println(currentThread().getName()+"数据库连接失败:");		}					}	}	}

 我的数据库表数据是这样的。可以看到我的t_name是1-10000000,密码固定123456.利用循环创建线程很好做传入循环的次数作为查询的t_name就行了

采用redis缓存替换加索引的方案

1.在200并发访问下:

第一次访问结果:由于第一次访问缓存不存在该数据,速度很慢

最慢90多秒

运行第二次访问后(redis数据库已存在数据)的结果:

最慢700多毫秒

2.当我尝试1000线程并发访问时redis直接挂掉,原因在于reids缓存并没有要查找的数据,就从数据库查找,1000个线程同时并发访问数据库等待时间太长了,造成redis连接等待超时(就算把redis的超时等待时间设置为100分钟也没用,会报redis连接被拒绝的错误)

3.当我利用循环事先把100万条数据插入redis缓存服务器后,在1万个线程并发访问测试下只需要5~6秒就拿到了查询结果,效率出奇的快,而且没有报任何错

4.在3的条件下我把并发线程提升到100万个时,测试在百万并发条件下查询性能,发现完全没有压力,每个线程也是几毫秒就能查到结果,这个时候限制我速度的就是电脑CPU了。我的测试电脑是4核的,处理100万个线程起来比较慢,下面是截图,运行到50多万个线程的时候我就停止了运行

 

 好了,以上都是数据库查询的字段没有加索引直接利用redis缓存查找的

 而且有个弊端,百万级的并发访问需要事先把数据放到缓存中,在实际中并不科学(因为并不知道那些是热点数据),下面来看看如何使用索引加缓存的效果

 1.给t_name和t_password字段加组合索引

 

 我们来看看在有索引且redis缓存事先没有数据的时候,创建100万个线程并发访问的结果

 没问题,这样就完成了百万级别下的并发访问,但是这样我的程序创建线程很慢,因为我的电脑4核CPU的(但是要创建100万个线程),这个时候就是硬件设备的性能了,在设备硬件性能足够的条件下是没问题的

 以下是我的总结:

1.我的优化方案中只有两种,一种是给查询的字段加组合索引。另一种是给在用户和数据库中增加缓存

2.添加索引方案:面对1~2千的并发是没有压力的,在往上则限制的瓶颈就是数据库最大连接数了,在上面中我用show global status like 'Max_used_connections’查看数据库可以知道数据库最大响应连接数是5700多,超过这个数tomcat直接报错连接被拒绝或者连接已经失效

3.缓存方案:在上面的测试可以知道,要是我们事先把数据库的千万条数据同步到redis缓存中,瓶颈就是我们的设备硬件性能了,假如我们的主机有几百个核心CPU,就算是千万级的并发下也可以完全无压力,带个用户很好的。

4.索引+缓存方案:缓存事先没有要查询的数据,在一万的并发下测试数据库毫无压力,程序先通过查缓存再查数据库大大减轻了数据库的压力,即使缓存不命中在一万的并发下也能正常访问,在10万并发下数据库依然没压力,但是redis服务器设置最大连接数300去处理10万的线程,4核CPU处理不过来,很多redis连接不了。我用show global status like 'Max_used_connections'查看数据库发现最大响应连接数是388,这么低所以数据库是不会挂掉的。

5.使用场景:a.几百或者2000以下并发直接加上组合索引就可以了。b.不想加索引又高并发的情况下可以先事先把数据放到缓存中,硬件设备支持下可解决百万级并发。c.加索引且缓存事先没有数据,在硬件设备支持下可解决百万级并发问题。d.不加索引且缓存事先没有数据,不可取,要80多秒才能得到结果,用户体验极差。

6.原理:其实使用了redis的话为什么数据库不会崩溃是因为redis最大连接数为300,这样数据库最大同时连接数也是300多,所以不会挂掉,至于redis为什么设置为300是因为设置的太高就会报错(连接被拒绝)或者等待超时(就算设置等待超时的时间很长也会报这个错)。

 最后说明:本文不代表实际应用开发场景,更多的是提供一种思想,一种解决方案,如有错误,请指正,谢谢

技术交流群:494389786

本文源码:

http://download.csdn.net/detail/qq_32780741/9606370

本代码需要的jar包下载地址:

http://download.csdn.net/detail/qq_32780741/9606380