做程序开发的你如果经常用Redis,这些问题肯定会遇到

分布式缓存Redis是一种支持Key-Value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存、事件发布或订阅、高速队列等多种场景。Redis使用ANSI C语言编写,提供字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合结构(Set、Sorted Set)、流(Stream)等数据类型的直接存取。数据读写基于内存,同时可持久化到磁盘。

在我们做开发的过程中经常会用到Redis,小编在这里就Redis谈谈,我们使用过程中经常会遇到的几个问题吧。

一、Redis 的过期策略以及内存淘汰机制
这个问题相当重要,到底 Redis 有没用到家,这个问题就可以看出来。

比如你 Redis 只能存 5G 数据,可是你写了 10G,那会删 5G 的数据。怎么删的,这个问题思考过么?

还有,你的数据已经设置了过期时间,但是时间到了,内存占用率还是比较高,有思考过原因么?

回答:Redis 采用的是定期删除+惰性删除策略。

为什么不用定时删除策略

定时删除,用一个定时器来负责监视 Key,过期则自动删除。虽然内存及时释放,但是十分消耗 CPU 资源。

在大并发请求下,CPU 要将时间应用在处理请求,而不是删除 Key,因此没有采用这一策略。

定期删除+惰性删除是如何工作

定期删除,Redis 默认每个 100ms 检查,是否有过期的 Key,有过期 Key 则删除。

需要说明的是,Redis 不是每个 100ms 将所有的 Key 检查一次,而是随机抽取进行检查(如果每隔 100ms,全部 Key 进行检查,Redis 岂不是卡死)。

因此,如果只采用定期删除策略,会导致很多 Key 到时间没有删除。于是,惰性删除派上用场。

也就是说在你获取某个 Key 的时候,Redis 会检查一下,这个 Key 如果设置了过期时间,那么是否过期了?如果过期了此时就会删除。

采用定期删除+惰性删除就没其他问题了么?

不是的,如果定期删除没删除 Key。然后你也没即时去请求 Key,也就是说惰性删除也没生效。这样,Redis的内存会越来越高。那么就应该采用内存淘汰机制。

redis.conf 中有一行配置:

# maxmemory-policy volatile-lru

该配置就是配内存淘汰策略的(什么,你没配过?好好反省一下自己):

◆noeviction:当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。应该没人用吧。

◆allkeys-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最近最少使用的 Key。推荐使用,目前项目在用这种。

◆allkeys-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,随机移除某个 Key。应该也没人用吧,你不删最少使用 Key,去随机删。

◆volatile-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,移除最近最少使用的 Key。这种情况一般是把 Redis 既当缓存,又做持久化存储的时候才用。不推荐。

◆volatile-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,随机移除某个 Key。依然不推荐。

◆volatile-ttl:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,有更早过期时间的 Key 优先移除。不推荐。

PS:如果没有设置 expire 的 Key,不满足先决条件(prerequisites);那么 volatile-lru,volatile-random 和 volatile-ttl 策略的行为,和 noeviction(不删除) 基本上一致。

 

二、Redis 和数据库双写一致性问题
一致性问题是分布式常见问题,还可以再分为最终一致性和强一致性。数据库和缓存双写,就必然会存在不一致的问题。

答这个问题,先明白一个前提。就是如果对数据有强一致性要求,不能放缓存。我们所做的一切,只能保证最终一致性。

另外,我们所做的方案从根本上来说,只能说降低不一致发生的概率,无法完全避免。因此,有强一致性要求的数据,不能放缓存。

回答:首先,采取正确更新策略,先更新数据库,再删缓存。其次,因为可能存在删除缓存失败的问题,提供一个补偿措施即可,例如利用消息队列。

 

三、如何应对缓存穿透和缓存雪崩问题
这两个问题,说句实在话,一般中小型传统软件企业,很难碰到这个问题。如果有大并发的项目,流量有几百万左右。这两个问题一定要深刻考虑。

缓存穿透,即黑客故意去请求缓存中不存在的数据,导致所有的请求都怼到数据库上,从而数据库连接异常。

缓存穿透解决方案:

◆利用互斥锁,缓存失效的时候,先去获得锁,得到锁了,再去请求数据库。没得到锁,则休眠一段时间重试。

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