Redis

头顶秃成一缕光

已于 2025-03-29 14:53:34 修改

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文章标签： redis 数据库缓存

于 2024-11-25 14:11:15 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2301_78506180/article/details/144012996

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前言：

在当今数字化的时代，高效的数据存储和处理技术成为了各类应用程序的关键支撑。Redis，作为一款高性能的内存数据存储系统，正以其卓越的性能和丰富的功能，在众多领域中崭露头角。当我们深入探索这个充满魅力的技术世界时，Redis 就像一颗璀璨的明珠，散发着独特的光芒。它不仅能够快速地存储和检索数据，还能为复杂的业务场景提供强大的解决方案。今天，就让我们一同走进 Redis 的奇妙世界，揭开它神秘的面纱，探寻其背后的强大力量。

一、Redis是什么？

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。

场景带入

假设现在你维护了一个商品服务，它的背后直连MySql，假设现在商品服务需要提供每秒10000次查询，但背后的MySql只能提供每秒5000次查询

那此时Mysql根本顶不住，分分钟被压垮，此类大数据量查询的操作很常见，比如双十一秒杀，春节抢票。

问题来了：有没有办法在MySql数据库不被压垮的同时，让商品服务支持一万次查询呢？

我们的办法是：加一层中间层：redis

一、本地缓存

众所周知：查询内存的速度要比查询磁盘的速度要快，Mysql数据主要存放在磁盘里，如果能将MySql里的数据放内存里，查询不走磁盘，那必然能提升查询效率。

我们可以想到：在内存中申请一个“字典”，在Java中叫Map（key:商品Id，Value：商品数据)，

查询发生时：先去查询内存字典，没结果再去查数据库，再将结果顺手放到字典里，并返回给用户，此时内存字典里就有了这个商品数据，下次再查找这个商品时就不需要查询数据库了，直接查询这个字典，也就是Redis。

有了这样的中间件，查询发生时真正用到数据库的情况就很少，所以我们的查询效率大大的提高

二、远程缓存

问题又来了：往往商品服务不止一个实例，如果每个商品服务都重复缓存一份本地内存，就有点费内存条了

解决方法：将这一部分内存条抽出来，单独做成一个服务，这个就叫做远程缓存服务

问题来了：这么多的商品服务肯定会有高并发的问题。

解决方法：不管有多少个商品服务，都统一塞到同一个线程里面，在一个线程上对字典进行读写

三、支持多种数据类型

不过这种方式过于简陋，现在字典类型只有一个Map类型，Key和Value都是String类型的，于是我们对对字段的Value进行扩展，除了字符串，我们还加入了支持先进先出的队列List，用于去重的Set类型，可以排序的Zset

四、内存过期策略

Redis里头的数据是存放在内存里的，可是内存又小又贵，多了不得爆炸

所以我们设置内存过期时间，把过期的数据定时清理，至于这个定时多久，在后端自己可以设置

4.1缓存淘汰策略

如果大家都不设置过期时间，那内存还是会炸，此时我们就要定义一个缓存淘汰策略：在内存接近上限的时候，根据一些策略删除掉一些内存，比如可以将最近最少使用的内存删除也就是LRU

五、持久化

缓存服务一重启，那原来内存里的数据可就全丢了，这个时候商品服务的请求会全部来到数据库，数据库压力巨大，直接炸，所以我们要尽可能的让Redis更加持久化

实现方法：我们可以加一个异步子进程，他会定期的将内存中的全量内存数据持久化到磁盘文件里

5.1：RDB

将内存数据生成快照，保存到文件里头的方式，叫做RDB，它可以每分钟记录下缓存服务的全量数据

实际应用就是：游戏的存档，或者博客的每隔一段时间保存草稿

5.2：AOF

RDB的数据其实可能会丢，只能保留一大部分，所以此时我们推出了AOF

在写数据的时候将数据写入文件缓存，并且每秒将文件刷入磁盘

问题来了：AOF，这种全量备份，他的文件会不会很大

解决方法：定期重写压缩就好了，比如a被依次赋值 int a=1，int a=2，最终保留a=2就行了

六、简化网络协议

刚刚提到了远程缓存服务对外提供读写能力，是对外提供的Http接口吗？当然不是，我们知道Http接口是基于TCP做的通信，实现了很多笨重的特性，既然当初是为了性能，特地上的缓存服务，那我们就彻底一点，我们直接基于TCP来做传输功能

最后：

总之，Redis 以其出色的性能、丰富的功能和灵活的应用场景，成为了现代软件开发中不可或缺的一部分。无论是在高并发的 Web 应用中，还是在大规模的数据处理系统里，Redis 都展现出了强大的实力。随着技术的不断发展和进步，我们有理由相信，Redis 将继续在数据存储和处理领域发挥重要的作用，为我们带来更多的惊喜和创新。让我们共同期待 Redis 在未来的精彩表现，继续在这个充满挑战和机遇的技术世界中砥砺前行。