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第八章 Redis

Redis是一个基于内存的key-value存储系统，是一个非关系型数据库

8.1 原理

8.1.1 数据结构

String、hash、list、set、sorted set

8.1.2 Redis 线程模型

单线程异步阻塞的多路复用模型

举例：小曲只雇佣一个快递员，客户送来的快递，小曲按送达地点标注好，然后依次放在一个地方。最后，那个快递员依次的去取快递，一次拿一个，然后开着车去送快递，送好了就回来拿下一个快递。

8.1.3 Redis 持久化

RDB持久化

符合一定条件时redis会将内存中所有数据以二进制方式生成一份副本存储到硬盘上（快照），redis重启时可以通过该副本恢复数据，生成快照时redis进入阻塞状态。

AOF持久化

redis将日志追加到磁盘文件中，redis启动时优先选择从AOF文件恢复数据。由于每次写操作都会记录日志，因此AOF会降低性能，但比起RDB的一次性阻塞式备份数据，AOF消耗的内存和资源更少。AOF文件达到阀值时（或执行bgrewriteaof命令），会重写一次AOF文件，将每个Key只保留最新的value的日志

混合持久化

开启混合持久化后，redis按照正常RDB快照规则生成快照文件，在两次快照期间则通过AOF追加日志到RDB数据后面，因此最终生成的AOF文件是一个以RDB数据开头，多个日志操作结尾的文本文件，新产生的AOF文件会直接覆盖旧的AOF文件。优点：兼具了RDB加载快、数据量小和AOF数据高安全性（日志）的优点，而且也不需要重写过程了。缺点：redis4之前的版本不识别混合AOF文件。

8.1.4 Redis 过期策略

redis采用定期删除+惰性删除的方式清理过期数据

定期删除：每100ms随机抽取部分key检查，如果过期就删除

惰性删除：使用某key时检查该key，如果过期就删除

综上，redis有可能产生过期内存不被清理的情况，解决方案是采用内存淘汰机制

将 maxmemory-policy 设置为allkeys-lru，当内存不足时删除最近最少使用的key

8.1.5 redis的集群原理

8.2 其它

8.2.1 为什么用Redis

高性能共享：当数据需要被多个不同线程/进程/节点频繁读取时，redis基于内存读写效率高

并发缓冲：当多个写请求需要连接其它数据库时，使用redis做一个缓冲，将多个并发连接转化为一次连接

8.2.2 Redis 双写一致性问题

对数据库进行写操作时会产生的redis缓存与数据库数据不一致的问题。

目前流行的是先更新数据库+删除缓存+补偿机制的方案

1.线程A写数据库->线程A写完之后删除缓存->删除失败时将key放入消息队列->外部某个程序定时重试删除

3.线程B读缓存，读不到->线程B读数据库->线程B将读到的数据放入缓存

8.2.3 Redis缓存击穿

由于高并发请求刚好失效的key或黑客攻击导致，后端大量请求redis中不存在的key，一般业务程序在redis不存在缓存时会到数据库中查询，因此这种情况就会导致数据库瞬间并发大量连接，造成数据库崩溃。

解决方案

1.为mysql各表的key设置布隆过滤器，请求mysql前先用布隆过滤器确认一遍，存在才申请（防黑客）

2.使用互斥锁，缓存不存在时向数据库发起带锁的读取请求，其它并发请求获取不到锁则休眠重试读取（防高并发失效）

8.2.4 缓存雪崩

缓存在同一时间大面积失效，此时大量请求失效key，造成数据库高并发连接崩溃。

解决方案

1.缓存预热：根据大数据统计结果提前缓存热门数据（防初启动）

2.同样采用互斥锁

3.过期时间追加随机值