Redis

• Redis是基于内存的键值对型的非关系数据库

• Redis能干嘛

  • 1、内存存储，持久化，内存中是断电即失，所以说持久化很重要（rdb，rof）

    2、效率高，可以用于高速缓存

    3、发布订阅系统

    4、地图详细分析

    5、计时器，计数器（浏览量！）

• 特性

  • 1、多样的数据类型

    2、持久化

    3、集群

    4、事务

• Redis是单线程的

  • Redis是很快的，官方表示，Redis是基于内存操作的，CPU不是Redis性能瓶颈，Redis的瓶颈是根据机器的内存和网络带宽，既然可以使用单线程来实现，就使用单线程了，

• Redis为什么单线程还这么快？

  • Redis是将所有的数据全部放在内存中的，所以说使用单线程取操作效率就是最高的多线程（CPU 上下文会切换，这很耗时），对于内存系统来说，如果没有上下文切换效率就是最高的。多次读写都是在一个CPU上的，在内存情况下，这个就是最佳的方案

  • 省去了很多上下文切换线程的时间

• 五大数据类

  • 字符串（strings）

  • 散列（hashes）

  • 列表（lists）

  • 集合（sets）

  • 有序集合（sorted sets）

  • 缓存穿透（查不到）

    • 缓存穿透的概念很简单，用户想要查询一个数据，发现 redis 内存数据库没有，也就是缓存没有命中，于是向持久层数据库查询。发线也没有，于是本次查询失败。当用户很多的时候，缓存都没有命中，于是都去请求了持久层数据库。这会给持久层数据库造成很大的压力，这时候就相当于出现了缓存穿透。

    • 解决方法

      • 布隆过滤器

        • 布隆过滤器是一种数据结构，对所有可能查询的参数以 hash 形式存储，在控制层先进行校验，不符合则丢弃，从而避免了对底层存储系统的查询压力。

      • 缓存空对象

        • 当存储层不命中后，即使返回的空对象也将其缓存起来，同时会设置一个过期时间，之后再访问这个数据讲会从缓存中获取，保护了后端数据源。

          • 但是这种方法会存在两个问题：

            • 、如果空值能够内缓存起来，这就意味着缓存需要更多的空间存储更多的键，因为这当中可能会有很多的空值的键

            • 即使对空值设置了过期时间，还是会纯在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，这对于需要保持一致性的业务会有影响。

  • 缓存击穿（量太大，缓存过期）

    • 缓存击穿，是指一个key非常热点，再不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞。

    • 解决方案

      • 设置热点数据永不过期

      • 加互斥锁

        • 分布式锁：使用分布式锁，保证对于每个 key 同时只有一个线程去查询后端服务，其它线程没有获得分布式锁的权限，因此只需要等待即可。

  • 缓存雪崩

    • 缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效。

    • 比较致命的缓存雪崩，是缓存服务器某个节点宕机或断网

    • 解决方案

      • redis 高可用

        • 这个思想的含义是，既然 redis 有可能挂掉，那我多增几台 redis，这样一台挂掉之后其它的还可以继续工作，其实就是搭建的集群。（异地多活）

      • 限流降级

        • 这个解决方案的思想是，在缓存失效后，通过枷锁或者队列来控制都数据库写缓存的线程数量。比如对某个 key 只允许一个线程查询数据和写缓存，其它线程等待。

      • 数据预热

        • 数据加热的含义就是在正式部署之前，我先把可能的数据先预先访问一遍，这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的 key ，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。