Redis 03

   今天是2025/04/02 19:39 day 17

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今天进行Redis 6,7,8 个模块的归纳

首先是Redis的相关内容概括的思维导图

6. 性能优化与问题处理（深度解析）

6.1 常见问题与解决方案

缓存击穿

• 问题描述： 热点Key过期时，高并发请求穿透到数据库，导致数据库压力骤增。

• 解决方案：

  • 互斥锁：

    SET lock_key unique_value NX EX 5  # 加锁，设置短过期时间
    if (获取锁成功) {
        从DB加载数据并更新缓存;
        DEL lock_key;               # 释放锁
    } else {
        重试或返回默认值;
    }

  • 逻辑过期：缓存永不过期，后台异步更新数据。

缓存雪崩

• 问题描述： 大量Key同时过期，导致请求集中访问数据库。

• 解决方案：

  • 随机过期时间：为Key设置基础过期时间 + 随机偏移量。

    EXPIRE key ${base_ttl + random(0, 300)}  

  • 双层缓存：主缓存设置较长TTL，备份缓存异步更新。

缓存穿透

• 问题描述： 查询不存在的数据（如非法ID），绕过缓存频繁访问数据库。

• 解决方案：

  • 布隆过滤器：

    BF.ADD valid_ids 1001          # 将合法ID存入布隆过滤器
    BF.EXISTS valid_ids 1002       # 检查ID是否存在（可能误判）

  • 空值缓存：对不存在的Key缓存空值（设置短TTL）。

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6.2 性能调优

内存优化

• 数据结构选择：

  • 小数据Hash使用ziplist（配置hash-max-ziplist-entries 512）。

  • 整数集合使用intset（配置set-max-intset-entries 512）。

• 内存淘汰策略：

  maxmemory-policy volatile-lru    # 对有过期时间的Key使用LRU淘汰

连接池配置

• Jedis示例：

  JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
  config.setMaxTotal(200);         // 最大连接数
  config.setMaxIdle(50);           // 最大空闲连接
  config.setMinIdle(10);           // 最小空闲连接
  JedisPool pool = new JedisPool(config, "redis-host", 6379);

批量操作

• Pipeline批量写入：

  try (Pipeline pipeline = jedis.pipelined()) {
      for (int i = 0; i < 1000; i++) {
          pipeline.set("key" + i, "value" + i);
      }
      pipeline.sync();  // 一次性提交所有命令
  }

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7. 应用场景（深度解析）

7.1 缓存

• 实现要点：

  • 缓存粒度：按需缓存对象字段（Hash）或完整数据（String）。

  • 缓存更新策略：

    • 旁路缓存（Cache Aside）：先更新DB，再删除缓存。

    • 写穿透（Write Through）：更新DB后同步更新缓存。

7.2 分布式锁

• RedLock算法：

  • 向多个Redis实例依次请求锁，半数以上成功视为加锁成功。

  • 示例：

    SET lock:order_123 uuid NX PX 30000  # 锁键+唯一标识+过期时间

  • 释放锁：需结合Lua脚本保证原子性。

7.3 消息队列

• 基于Stream的可靠队列：

  XADD orders * user_id 1001 product "Book"  # 生产者发送消息
  XGROUP CREATE orders order_group $         # 创建消费者组
  XREADGROUP GROUP order_group consumer1 COUNT 1 BLOCK 5000 STREAMS orders >  # 消费者阻塞读取
  XACK orders order_group 消息ID              # 手动确认消息

7.4 实时排行榜

• ZSet实现：

  ZADD leaderboard 95 "Alice" 88 "Bob"       # 插入分数
  ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES      # 获取TOP10
  ZRANK leaderboard "Bob"                   # 查询排名

7.5 实时统计

• HyperLogLog统计UV：

  PFADD page:uv:20231001 "user1" "user2"    # 记录访问用户
  PFCOUNT page:uv:20231001                  # 估算UV
  PFMERGE page:uv:total page:uv:20231001 page:uv:20231002  # 合并多日数据

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8. 运维与监控（深度解析）

8.1 配置管理

• 关键配置项：

  maxmemory 4gb                     # 最大内存限制
  maxmemory-policy volatile-lru     # 内存淘汰策略
  timeout 300                       # 客户端空闲超时断开（秒）
  requirepass your_password         # 启用密码认证

8.2 监控工具

• 内置命令：

  • INFO：查看内存、持久化、复制等状态。

    INFO memory      # 内存使用详情
    INFO replication # 主从复制状态

  • SLOWLOG：查询慢查询日志。

    SLOWLOG GET 10   # 获取最近10条慢查询

• 可视化工具：

  • RedisInsight：官方GUI工具，支持性能监控、数据可视化。

  • Prometheus + Grafana：通过redis_exporter采集指标并展示。

8.3 备份与恢复

• RDB备份策略：

  • 定时任务执行BGSAVE并备份dump.rdb到异地存储（如S3）。

  • 恢复时替换dump.rdb并重启Redis。

• AOF重写优化：

  BGREWRITEAOF      # 手动触发AOF重写（避免业务高峰期）

8.4 安全加固

• 禁用危险命令：

  rename-command FLUSHDB ""        # 禁用FLUSHDB
  rename-command CONFIG "SECRET_CONFIG"  # 重命名CONFIG命令

• 网络隔离：

  • 使用防火墙限制Redis端口（默认6379）的访问IP。

  • 启用SSL/TLS（Redis 6.0+支持）。

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