Redis应用场景及常见问题

Redis是什么

Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中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。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和地理空间（geospatial） 索引半径查询。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability)。

使用目的

1. 提高性能，加快系统响应时间
2. 提高系统并发能力

常见使用场景

• 高速缓存和数据存储介质

• 生成订单号（发号器）

  1.INCRBY命令 订单号生成规则：订单业务前缀+商家id+自增序号

• 限流（lua+redis+配置中心实现动态限流）

  local key = "limit_key:" .. KEYS[1]  ## 限流key
  local limit = tonumber(ARGV[1])      ## 单元时间内并发次数
  local expire_time = ARGV[2]          ## 过期时间
  
  local result = redis.call("EXISTS", key)
  if result == 1 then
      if redis.call("INCR", key) > limit then
          return 0
      else
          return 1
      end
  else
      redis.call("SET", key, 1)
      redis.call("EXPIRE", key, expire_time)
      return 1
  end
  

• 分布式锁 （目前业界比较好的开源方案RedLock）

  1. 加锁过程 SET lock_name value NX PX 3000

     • lock_name：即锁名称，需具备唯一性
     • value： 用于唯一标识锁的持有者
     • NX 表示只有当 lock_name(key) 不存在的时候才能 SET 成功，从而保证只有一个客户端能获得锁，而其它客户端在锁被释放之前都无法获得锁
     • PX 30000 自动过期时间3S

  2. 解锁过程 if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end

     • 先查询（get）锁对应的 value，与自己加锁时设置的 value 进行对比，如果相同，则可确认这把锁是自己加的，然后再发起解锁（del），避免误删。

• MQ消费端幂等（分布式锁的一种）

  ​ MQ消息体需带唯一的bizId，每次消费前，先去Redis获取该Key是否存在，存在即为重复消费，不存在，执行正常业务，并将bizId作为key放入redis，设置相应的过期时间

• 消息队列（有兴趣自行去了解）

常见问题

• 缓存穿透
  1. 缓存空值，设置短暂过期时间
  2. 布隆过滤器
• 缓存雪崩
  1. 分散设置过期时间，避免集体过期
  2. 加锁访问数据库
• hotKey
  1. 本地缓存方案
  2. 利用分片算法的特性，对key进行打散到每个集群节点
• bigKey
  1. 对big key存储的数据进行拆分,拆分成多个key分开存储。例：ItemDTO对象 可以拆分商品基础数据和商品详情（图文详情等）单独的key存储