Redis分布式缓存、秒杀
目录
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- 一、单点Redis的问题
- 二、RDB
- 三、AOF
- 四、Redis优化秒杀流程
-
- 1、秒杀步骤：
- 2、Redis优化秒杀步骤：
- 3、秒杀的lua脚本
- 4、调用秒杀的lua脚本
- 5、通过线程池，操作阻塞队列
- 五、基于Redis实现共享session登录
-
- NoSQL数据库进阶实战
- 哪吒精品系列文章
一、单点Redis的问题
1、数据丢失问题
Redis数据持久化。
2、并发能力问题
大家主从集群，实现读写分离。
3、故障恢复问题
利用Redis哨兵，实现健康检测和自动恢复。
4、存储能力问题
搭建分片集群，利用插槽机制实现动态扩容。
二、RDB
RDB全称Redis Database Backup file（Redis数据备份文件），也被叫做Redis数据快照。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中。当Redis实例故障重启后，从磁盘读取快照文件，恢复数据。
快照文件称为RDB文件，默认是保存在当前运行目录。
Redis内部有触发RDB的机制，可以在redis.conf文件中找到，格式如下：
900秒内，如果至少有1个key被修改，则执行bgsave ， 如果是save "" 则表示禁用RDB
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
bgsave开始时会fork主进程得到子进程，子进程共享主进程的内存数据。完成fork后读取内存数据并写入 RDB 文件。
fork采用的是copy-on-write技术：
- 当主进程执行读操作时，访问共享内存；
- 当主进程执行写操作时，则会拷贝一份数据，执行写操作；
RDB方式bgsave的基本流程？
- fork主进程得到一个子进程，共享内存空间；
- 子进程读取内存数据并写入新的RDB文件；
- 用新RDB文件替换旧的RDB文件；
RDB会在什么时候执行？save 60 1000代表什么含义？
- 默认是服务停止时；
- 代表60秒内至少执行1000次修改则触发RDB；
RDB的缺点？
- RDB执行间隔时间长，两次RDB之间写入数据有丢失的风险；
- fork子进程、压缩、写出RDB文件都比较耗时；
三、AOF
AOF全称为Append Only File（追加文件）。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件，可以看做是命令日志文件。
AOF默认是关闭的，需要修改redis.conf配置文件来开启AOF：
# 是否开启AOF功能，默认是不开启no
appendonly yes
# AOF文件的名称
appendfilename "appendonly.aof"
AOF的命令记录的频率也可以通过redis.conf文件来配：
# 表示每执行一次写命令，立即记录到AOF文件
appendfsync always
# 写命令执行完先放入AOF缓冲区，然后表示每隔1秒将缓冲区数据写到AOF文件，是默认方案
appendfsync everysec
# 写命令执行完先放入AOF缓冲区，由操作系统决定何时将缓冲区内容写回磁盘
appendfsync no
| 配置项 | 刷盘时机 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| Always | 同步刷盘 | 可靠性高，几乎不丢数据 | 性能影响大 |
| everysec | 每秒刷盘 | 性能适中 | 最多丢失一分钟的数据 |
| no | 操作系统控制 | 性能最好 | 可靠性较差，可能丢失大量数据 |
因为是记录命令，AOF文件会比RDB文件大的多。而且AOF会记录对同一个key的多次写操作，但只有最后一次写操作才有意义。通过执行bgrewriteaof命令，可以让AOF文件执行重写功能，用最少的命令达到相同效果。
set id 1
set name nezha
set id 2
bgrewriteaof
mset name nezha id 2
Redis也会在触发阈值时自动去重写AOF文件。阈值也可以在redis.conf中配置：
# AOF文件比上次文件 增长超过多少百分比则触发重写auto-aof-rewrite-percentage 100# AOF文件体积最小多大以上才触发重写 auto-aof-rewrite-min-size 64mb
RDB和AOF各有自己的优缺点，如果对数据安全性要求较高，在实际开发中往往会结合两者来使用。
| RDB | AOF | |
|---|---|---|
| 持久化方式 | 定时对整个内存做快照 | 记录每一次执行的命令 |
| 数据完整性 | 不完整，两次备份之间会丢失 | 相对完整，取决于刷盘策略 |
| 文件大小 | 会有压缩，文件体积小 | 记录命令，文件体积很大 |
| 宕机恢复速度 | 很快 | 慢 |
| 数据恢复优先级 | 低，因为数据完整性不低 | 高，因为数据完整性更高 |
| 系统资源占用 | 高，大量CPU和内存消耗 | 低，主要是磁盘IO资源，但AOF重写时会占用大量CPU和内存资源 |
| 使用场景 | 可以容忍数分钟的数据丢失，追求更快的启动速度 | 对数据安全性要求较高常见 |
四、Redis优化秒杀流程
1、秒杀步骤：
- 查询优惠券；
- 判断秒杀商品库存；
- 查询订单
- 校验一人一单；
- 减库存；
- 创建订单；
2、Redis优化秒杀步骤：
- 新增秒杀的优惠券，将优惠券信息保存到Redis中；
- 基于Lua脚本，判断秒杀商品库存，一人一单，决定用户是否秒杀成功；
- 如果秒杀成功，将优惠券id、用户id、商品id封装到阻塞队列中；
- 开启异步任务，不断从阻塞队列中读取信息，实现异步下单功能；
3、秒杀的lua脚本
-- 1.参数列表
-- 1.1.优惠券id
local voucherId = ARGV[1]
-- 1.2.用户id
local userId = ARGV[2]
-- 1.3.订单id
local orderId = ARGV[3]
-- 2.数据key
-- 2.1.库存key
local stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId
-- 2.2.订单key
local orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId
-- 3.脚本业务
-- 3.1.判断库存是否充足 get stockKey
if(tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then
-- 3.2.库存不足，返回1
return 1
end
-- 3.2.判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userId
if(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
-- 3.3.存在，说明是重复下单，返回2
return 2
end
-- 3.4.扣库存 incrby stockKey -1
redis.call('incrby', stockKey, -1)
-- 3.5.下单（保存用户）sadd orderKey userId
redis.call('sadd', orderKey, userId)
-- 3.6.发送消息到队列中， XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
return 0
4、调用秒杀的lua脚本
public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
Long userId = UserHolder.getUser().getId();
long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
// 1.执行lua脚本
Long result = stringRedisTemplate.execute(
SECKILL_SCRIPT,
Collections.emptyList(),
voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId)
);
int r = result.intValue();
// 2.判断结果是否为0
if (r != 0) {
// 2.1.不为0 ，代表没有购买资格
return Result.fail(r == 1 ? "库存不足" : "不能重复下单");
}
// 3.返回订单id
return Result.ok(orderId);
}
5、通过线程池，操作阻塞队列
// 线程池
private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
/**
* 在类初始化完成后执行
*/
@PostConstruct
private void init() {
SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
}
// 阻塞队列
private BlockingQueue<VoucherOrder> orderTasks = new ArrayBlockingQueue<>(1024 * 1024);
private class OrderHandler implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (true){
try {
doSomething();
} catch (Exception e) {
log.error("处理订单异常", e);
}
}
}
}
五、基于Redis实现共享session登录
基于session实现登录
基于Redis实现共享session登录
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
// 1、获取请求头中的token
String token = request.getHeader("authorization");
if (StrUtil.isBlank(token)) {
return true;
}
// 2、基于TOKEN获取redis中的用户
String key = LOGIN_USER_KEY + token;
Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(key);
// 3、判断用户是否存在
if (userMap.isEmpty()) {
return true;
}
// 5、将查询到的hash数据转为UserDTO
UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
// 6、存在，保存用户信息到 ThreadLocal
UserHolder.saveUser(userDTO);
// 7、刷新token有效期
stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 8、放行
return true;
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();
}
}
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