Reids-缓存

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前言

此博客用于记录学习 Redis 缓存，此文提到的缓存都为 Redisi 对于缓存的应用。

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一、什么是缓存

缓存就是数据交换的缓冲区，是贮存数据的临时地方，一般读写性能较高。

二、缓存的作用

缓存可以降低后端负担，提高读写效率，降低响应时间。有缓存的话，用户在访问页面时资源加载的快一些。

但是利用缓存也有一些问题，就是数据一致性问题，代码维护问题和运维成本问题。

数据一致性是指数据在缓存中和数据库中的数据要一致。在用户访问一个资源的时候，缓存中的值为1，但是数据库此时突然改为2，那么数据就不一致了，用户访问到的实际数据就是错误的。为了解决这个问题，还得考虑到怎么保持数据一致性，也就有了更新策略。

三、更新策略

	内存淘汰	超时剔除	主动更新
说明	不用自己维护，利用 Redis 的内存淘汰机制，当内存不足时自动淘汰部分数据。下次查询时更新缓存	给缓存数据添加TTL时间，到期后自动删除缓存。下次查询时更新缓存。	编写业务逻辑，在修改数据库的同时，更新缓存
一致性	差	一般	好
维护成本	无	低	高

业务场景：

• 低一致性需求：使用内存淘汰机制。例如店铺类型的查询缓存
• 高一致性需求：使用主动更新机制，并以超时剔除机制做兜底。例如店铺详细信息
  使用主动更新时，要先删除数据库再删除缓存，这样线程相对安全
• 读操作：
  1.缓存命中直接返回数据。
  2.缓存未命中，查询数据库，并写入缓存，设定超时时间
• 写操作：
  1.先写入数据库再删除缓存
  2.要确保数据库与缓存操作的原子性

四、缓存穿透

缓存穿透是指客户端请求的数据再缓存中和数据库中都不存在，这样缓存永远不会生效，这些请求都会打到数据库。

解决方案：

• 缓存空对象
  优点：实现简单，维护方便
  缺点： 额外的内存消耗，可能造成短期的不一致
• 布隆过滤
• 增强id的复杂度，避免被猜测id的规律
• 做好数据的基本格式校验
• 加强用户权限校验
• 做好热点参数的限流

五、缓存雪崩

缓存雪崩是指再同一时段大量的缓存 Key 同时失效或者 Redis 服务宕机，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力。
解决方案：

• 给不同的 Key 的 TTL 添加随机值
• 利用 Redis 集群提高服务的可用性
• 给缓存业务添加降级限流策略
• 给业务添加多级缓存

六、缓存击穿

缓存击穿问题也叫热点 Key 问题，就是一个被高并发访问并且缓存重建业务较为复杂的 Key 突然失效了，无数的请求访问会瞬间给数据库带来巨大的冲击。

解决方案：

• 互斥锁
  
• 逻辑过期

解决方案	优点	缺点
互斥锁	没有额外的内存消耗 保证一致性 实现简单	线程需要等待，性能受到影响 可能有死锁风险
逻辑过期	线程无需等待，性能较好	不保证一致性 有额外内存消耗 实现复杂

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