Redis

2025-03-28 14:44:30   7  举报

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AI智能生成

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的使用ANSI C语言编写的高性能键值存储数据库，支持丰富的数据结构，包括字符串（strings）、列表（lists）、集合（sets）、排序集合（sorted sets）、哈希表（hashes）、位图（bitmaps）、超日志（hyperloglogs）和地理空间索引（geospatial indexes）。其特性包括数据的持久化存储、复制、以及高可用性保障。Redis因其在内存中的存储而具有极高的读写性能，它既可以用作数据库，也可以作为缓存系统或消息队列。其以灵活易用、功能全面而闻名，适用于构建高并发的应用程序，是现代应用架构中的关键组件之一，为各种规模的企业级解决方案提供了关键的速度和功能性支撑。

后端开发

作者其他创作

大纲/内容

redis读写操作步骤

读取

1：缓存命中则直接返回，2：如果未命中查询数据库，将数据放入到缓存中，并设置过期时间，然后返回

写入

先操作数据库，再更新redis缓存，要保证数据库与redis的一致性

持久化

RDB

原理：在指定时间，将内存数据以快照形式存储，在回复数据的时候将RDB文件内容读取到内存就可

优缺点：恢复比较快，但是数据有差异

AOF

原理：redis之执行完每一次的写入操作时将命令追加到文件中，redis重启时，将该日志文件中的命令执行，以恢复数据

优缺点：速度较慢，数据完整性比较高

集群模式

哨兵模式

什么是哨兵模式：

是一个高可用的解决方案，是由多个哨兵节点和多个redis节点组成

主要作用：

监控：哨兵节点持续监控主节点和从节点的运行状态

自动故障转移：当主节点发生故障，哨兵会选取一个新的主节点，并将从节点指定到主节点

通知：：当哨兵节点或redis实例发生故障的时候，会通知管理员

主从复制

全量复制

原理：1：从向主发送请求同步数据命令（sunc） 2：主接到命令后执行bgsave命令，生成RDB文件发送给从，，从执行文件还原数据。 3：命令传播：：主新生成的数据在缓冲区生成命令发给从进行执行恢复

缺点：慢，浪费资源，

场景：新增从节点的时候，或者redis重启的时候

增量复制

原理：主从节点重新连接后，主节点将断开后写入的命令给从节点。利用缓存区的偏移量来完成的

优缺点：快

场景：主从节点短暂断开后重新连接的时候

分布式锁

应用场景

创建同一笔交易的时候，如果redis中没有该锁，则在redis中添加锁，并设置相应的过期时间。

分布式锁特征

互斥性：只能有一个客户端能持有锁

锁超时释放：在创建锁的时候添加了过期时间，到点释放，防止死锁

可重入性：一个线程获取了锁之后，可以对其再次加锁

安全性: 锁只能被持有的客户端删除

高可用，高性能：加锁，开锁都需要开销尽可能降低，同时保证了高可用

如何避免死锁

设置合理的过期时间，到期后会自动释放锁

在finally中释放锁，将业务逻辑写入try代码块中，无论是否有异常都会释放锁

延续锁时间，在业务执行过程中定期延长锁时间

redis数据结构是<key,value>。key是string类型，value有以下几种

String

用法：存j.set(key,value),取get(key)

场景：分布式锁，计数器

List

用法：存j.lpush(key,value,value,...);取j.range（key，开始下标，结束下标

场景：消息队列，生产者将任务添加到列表头部，消费者从列表尾部取出任务

Set

用法：存sadd(key,value,value...),取smembers(key),

场景：

ZSet

子主题

场景：排行榜，热点排序

Hash

用法：存：hset

场景：用户数据，数据字典

缓存/淘汰策略

内存淘汰

内存不足时将部分数据删除，等再次查询时更新入缓存。

超时删除

key设置了失效时间，到期后会自动删除

自动更新

当数据库变更时自动更新redis缓存，并设置失效时间

三大缓存问题

缓存穿透

穿透场景

同一数据进行恶意攻击：查询的数据在redis和数据库中都不存在，则redis中的key永远不生效，就会持续像数据库发送多次请求，导致数据库压力变大

怎么处理

1：缓存空对象，查询数据库为空时，将空缓存在redis中，设置过期时间，有效防止缓存穿透，缺点：短时数据不一致

2：做好校验，防止垃圾数据查询

3：加强id的复杂性，避免被猜测到id规律

添加布隆过滤器：筛选掉不存在的key

缓存雪崩

雪崩场景

同一时间大量key失效或者redis服务宕机，大量数据访问数据库，导致的数据库压力变大

怎么处理

1：给不同的key设置不同的过期时间。

2：利用redis集群提高服务可用性，

缓存击穿

击穿场景

热点key，且重建业务比较复杂的key突然失效，无数请求会访问数据库，导致数据库压力变大

怎么处理

1：添加互斥锁。优缺点：没有额外内存消耗，简单。。但是线程要等待，性能受影响，可能会有死锁

2：逻辑过期设置为永不过期

互斥锁

1：互斥锁【多次请求尝试重建，添加互斥锁，有一个尝试重建，其他的就不进行重建：1：线程一查询缓存未命中，2：首先获取互斥锁，3：然后查询数据库重建缓存数据，4：然后写入缓存，5：释放锁。然后在线程一未释放互斥锁之前，线程二去查询缓存未命中，然后去获取互斥锁失败，进行休眠，后续再去重新查询缓存。但是如果同时间段大量查询线程涌入等待，性能就会比较差】