后端day16-Redis ｜ 青训营笔记

这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 16 天

一、本堂课重点内容

本节课程主要分为三个方面：

1. Redis基本工作原理
2. Redis应用案例
3. 使用Redis的注意事项

二、详细知识点介绍

1 Redis基本工作原理

• 为什么需要Redis
  • 数据从单表演进出了分库分表，MySQL从单机演进出了集群，数据量增长，读写数据的压力增加。
  • 数据分冷热：热数据为经常被访问的数据，存储到内存中，加快读取速度。
• 数据持久化原理
  • 增量数据保存到AOF文件。
  • 全量数据RDB文件。
• 单线程处理命令

2 Redis应用案例

• 连续签到

  • key：用户id
  • value：连续签到天数
  • expireAt：设置过期时间为后天0点，实现如果第二天没有签到就过期的功能

• String数据结构

  • 可以存储字符串、数字、二进制数据。
  • 通常和expire配合使用
  • 场景：存储技术、session

• 消息通知

  • 用list作为消息队列。
  • list数据结构quicklist：由双向链表和listpack实现。

• 计数

  • 用户的计数需求可以通过hash结构存储。

  • hash数据结构dict：rehash、渐进式rehash。

• 排行榜：实现积分变化时排名实时变更的功能

  • 使用zest：首先它是一个 set，这保证了内部 value 值的唯一性，其次它给每个 value 添加了一个 score（分值）属性，通过对分值的排序实现了有序化。
  • zest数据结构zskiplist：跳表。

• 限流：要求1秒内放行的请求为N，超过N则禁止访问

  • key：limit值
  • 对key调用incr，超过限制N则禁止访问。

• 分布式锁

  • 并发场景中要求一次只能有一个协程执行，使用redis的setnx实现。
  • 利用的特性
    • redis是单线程执行命令。
    • setnx只有未设置过才能执行成功。

3 使用Redis的注意事项

• 大Key、热Key

  • 大Key的定义：字节数大于一定值。
  • 大Key的危害：

    • 读取成本高。

    • 容易导致慢查询。

    • 主从复制异常，服务阻塞，无法正常响应请求。

  • 消除大Key的方法：

    • 将大Key拆分为小Key。

    • 压缩value。

  • 热Key的定义：访问这个Key的QPS较高。
  • 消除热Key的方法：
    • 设置Localcache。
    • 将一个热Key复制写入多份，更新时需要更新多个Key。

• 避免慢查询场景

• 缓存穿透、缓存雪崩

  • 缓存穿透：热点数据查询绕过缓存，直接查询数据库。
  • 缓存雪崩：大量缓存同时过期。
  • 避免缓存穿透：
    • 缓存空值。
    • bloom filter算法。
  • 避免缓存雪崩：
    • 缓存空值。
    • 使用缓存集群，避免单机宕机造成的缓存雪崩。