Redis笔记梳理(一)

应用范围

Redis的业务应用范围非常广泛,让我们以社区的帖子模块为实例,梳理一下,Redis 可以用在哪些地方?

  • 记录帖子的点赞数、评论数和点击数 (hash)。

  • 记录用户的帖子 ID 列表 (排序),便于快速显示用户的帖子列表 (zset)。

  • 记录帖子的标题、摘要、作者和封面信息,用于列表页展示 (hash)。

  • 记录帖子的点赞用户 ID 列表,评论 ID 列表,用于显示和去重计数 (zset)。

  • 缓存近期热帖内容 (帖子内容空间占用比较大),减少数据库压力 (hash)。

  • 记录帖子的相关文章 ID,根据内容推荐相关帖子 (list)。

  • 如果帖子 ID 是整数自增的,可以使用 Redis 来分配帖子 ID(计数器)。

  • 收藏集和帖子之间的关系 (zset)。

  • 记录热榜帖子 ID 列表,总热榜和分类热榜 (zset)。

  • 缓存用户行为历史,进行恶意行为过滤 (zset,hash)。…

如何应对缓存穿透和缓存雪崩问题

这两个问题,说句实在话,一般中小型传统软件企业,很难碰到这个问题。如果有大并发的项目,流量有几百万左右。这两个问题一定要深刻考虑。

缓存穿透,即黑客故意去请求缓存中不存在的数据,导致所有的请求都怼到数据库上,从而数据库连接异常。

缓存穿透解决方案:

  • 利用互斥锁,缓存失效的时候,先去获得锁,得到锁了,再去请求数据库。没得到锁,则休眠一段时间重试。
  • 采用异步更新策略,无论 Key 是否取到值,都直接返回。Value 值中维护一个缓存失效时间,缓存如果过期,异步起一个线程去读数据库,更新缓存。需要做缓存预热(项目启动前,先加载缓存)操作。
  • 提供一个能迅速判断请求是否有效的拦截机制,比如,利用布隆过滤器,内部维护一系列合法有效的 Key。迅速判断出,请求所携带的 Key 是否合法有效。如果不合法,则直接返回。

缓存雪崩,即缓存同一时间大面积的失效,这个时候又来了一波请求,结果请求都怼到数据库上,从而导致数据库连接异常。点击这里查看Redis面试题汇总。
缓存雪崩解决方案:

  • 给缓存的失效时间,加上一个随机值,避免集体失效。
  • 使用互斥锁,但是该方案吞吐量明显下降了。
  • 双缓存。我们有两个缓存,缓存 A 和缓存 B。缓存 A 的失效时间为 20 分钟,缓存 B 不设失效时间。自己做缓存预热操作。然后细分以下几个小点:从缓存 A 读数据库,有则直接返回;A 没有数据,直接从 B 读数据,直接返回,并且异步启动一个更新线程,更新线程同时更新缓存 A 和缓存 B。

如何解决 Redis 的并发竞争 Key 问题

个问题大致就是,同时有多个子系统去 Set 一个 Key。这个时候大家思考过要注意什么呢?

需要说明一下,我提前百度了一下,发现答案基本都是推荐用 Redis 事务机制。

我并不推荐使用 Redis 的事务机制。因为我们的生产环境,基本都是 Redis 集群环境,做了数据分片操作。

你一个事务中有涉及到多个 Key 操作的时候,这多个 Key 不一定都存储在同一个 redis-server 上。因此,Redis 的事务机制,十分鸡肋。

如果对这个 Key 操作,不要求顺序

这种情况下,准备一个分布式锁,大家去抢锁,抢到锁就做 set 操作即可,比较简单。

如果对这个 Key 操作,要求顺序

假设有一个 key1,系统 A 需要将 key1 设置为 valueA,系统 B 需要将 key1 设置为 valueB,系统 C 需要将 key1 设置为 valueC。

期望按照 key1 的 value 值按照 valueA > valueB > valueC 的顺序变化。这种时候我们在数据写入数据库的时候,需要保存一个时间戳。

假设时间戳如下:

1
2
3
系统A key 1 {valueA  3:00}
系统B key 1 {valueB 3:05}
系统C key 1 {valueC 3:10}

那么,假设这会系统 B 先抢到锁,将 key1 设置为{valueB 3:05}。接下来系统 A 抢到锁,发现自己的 valueA 的时间戳早于缓存中的时间戳,那就不做 set 操作了,以此类推。

其他方法,比如利用队列,将 set 方法变成串行访问也可以。总之,灵活变通。

PS:面试常见问题:

  • 为什么使用 Redis
  • 使用 Redis 有什么缺点
  • 单线程的 Redis 为什么这么快
  • Redis 的数据类型,以及每种数据类型的使用场景
  • Redis 的过期策略以及内存淘汰机制
  • Redis 和数据库双写一致性问题
  • 如何应对缓存穿透和缓存雪崩问题
  • 如何解决 Redis 的并发竞争 Key 问题
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