Redis做爲緩存可能會出現的問題及解決方案

 

Redis做爲緩存可能會出現的問題及解決方案

Redis是個大話題，只要是去面試Java開發，幾乎必問。基礎一點的問Redis是什麼東西？用來作什麼？Redis支持哪些數據類型？Redis的性能爲何那麼好？複雜一點的就會問到緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩等問題。而我在面試的時候也被問到了Redis爲何用來作緩存的問題。

因此我以爲頗有必要總結一下Redis做爲緩存使用，可能會引起的問題。以達到溫故而知新的效果

ps:在本文章中，就不討論Redis能用來幹啥？這種基礎問題了

1、Redis簡介：

在討論Redis做爲緩存使用，可能會引起的問題以前，咱們得了解官方是怎麼定義Redis

Redis是一個開源的內存中的數據結構存儲系統，它能夠用做：數據庫、緩存和消息中間件。

它支持多種類型的數據結構，如字符串（Strings），散列（Hash），列表（List），集合（Set），有序集合（Sorted Set或者是ZSet）。

Redis 內置了複製（Replication），LUA腳本（Lua scripting）， LRU驅動事件（LRU eviction），事務（Transactions） 和不一樣級別的磁盤持久化（Persistence），並經過 Redis哨兵（Sentinel）和自動分區（Cluster）提供高可用性（High Availability）。

Redis也提供了兩種持久化策略，這些策略可讓用戶將本身的數據保存到磁盤上面進行存儲。根據實際狀況，能夠每隔必定時間將數據集以快照的形式保存在磁盤（RDB策略），或者將全部操做成功的命令追加到命令日誌中（AOF策略），它會在執行命令時，將被執行的命令複製到硬盤裏面，實現實時持久化數據的效果。固然，根據實際開發的需求，你也能夠關閉持久化功能，單純的將Redis做爲一個高效的網絡的緩存數據功能使用。

2、Redis做爲緩存使用，可能會引起的問題（重點）

Redis由C語言開發，而且將數據存儲在內存中，能夠說Redis徹底是基於內存進行操做，對數據讀寫的速度極快、性能極好。官方提供的數據是能夠達到每秒100000+的吞吐量（每秒內查詢次數），如此優秀的機制使Redis極其適合做爲緩存使用。

1.緩存穿透

程序在處理緩存時，通常是先從緩存查詢，若是緩存沒有這個key（理解爲數據），則會從數據庫中查詢，並將查詢到的數據保存到緩存中去。

好，問題來了，若是有個壞心眼的人向服務器發起請求，去查詢一個必定不存在的數據，因爲緩存中沒有查到對應的數據時須要從數據庫查詢，查不到數據則不寫入緩存，這將致使這個不存在的數據每次請求都要到數據庫去查詢，緩存形同虛設，這就是緩存穿透。

解決方案：

1）最粗暴也是最經常使用的方法就是，若是一個查詢的數據爲空(不論是數據不存在仍是系統故障)，咱們就把這個空結果進行緩存，但要把它的過時時間設置得很短，最長不超過5分鐘，這樣能有效的解決緩存穿透問題。

2）其次，能夠採用布隆過濾器，也能解決緩存穿透問題

2.緩存擊穿

緩存擊穿和緩存穿透在本質上很類似，都是查詢數據時緩存失去了做用，致使請求直接去數據庫查詢數據，可是形成緩存失效的緣由倒是天差地別。

大量用戶在同一時間內訪問某熱點數據時，存儲在緩存中的熱點數據卻忽然失效(過時時間)，結果就是大量的請求直接訪問數據庫，使數據庫的壓力變大，甚至致使數據庫宕機，這就是緩存擊穿。

解決方案：比較經常使用的方法是加互斥鎖(mutex)保證數據的一致性。簡單地來講，就是在緩存失效的時候（判斷拿出來的值爲空），不是當即去訪問數據庫，而是先使用緩存工具的某些帶成功操做返回值的操做（好比Redis的SETNX或者Memcache的ADD）去set另外一個請求所須要的數據，當操做返回成功時，再進行訪問數據庫的操做並回設緩存；不然，就重試整個get緩存的方法。

3.緩存雪崩

若是緩存的數據集中在一段時間內大批失效，而不巧的是在這段時間內又有大量用戶發起請求訪問數據，這樣就會形成大量的緩存擊穿，全部的請求都會直接去訪問數據庫，致使數據庫在短期內宕機，這就是緩存雪崩。

ps：這裏我使用了誇張的修辭手法。緩存雪崩不必定會形成數據庫宕機，但緩存若是發生雪崩現象，那確定是很嚴重的

解決方案：

1）加鎖排隊。加互斥鎖，添加信息隊列

2）數據預熱。能夠經過緩存Reload機制，預先去更新緩存，再即將發生大併發訪問前手動觸發加載緩存不一樣的key，設置不一樣的過時時間，讓緩存失效的時間點儘可能均勻

3）設置熱點緩存永不過期

 

筆者: 以上問題及解決方案純粹我的看法，若是有錯誤的地方，還請指正