这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第16天

本节课重点内容

Redis基本工作原理
Redis应用案例
Redis使用注意事项

本节课详细内容

redis基本工作原理有哪些？

RESP协议

什么是 RESP？

是基于TCP的应用层协议 RESP(REdis Serialization Protocol)；
RESP底层采用的是TCP的连接方式，通过tcp进行数据传输，然后根据解析规则解析相应信息

RESP协议是在Redis 1.2中引入的，但它成为了与Redis 2.0中的Redis服务器通信的标准方式。这是所有Redis客户端都要遵循的协议，我们甚至可以基于此协议，开发实现自己的Redis客户端。
RESP实际上是一个支持以下数据类型的序列化协议：简单字符串，错误类型，整数，批量字符串和数组。

RESP有哪些内容

数据从内存中读写
数据保存到硬盘上防止重启丢失
单线程处理顺序处理所有操作命令

Redis应用案例

连续签到
- 引出string数据结构，可以存储字符串、数字、二进制数据
消息通知
- 使用list作为消息队列
计数
- 一个用户有多项需求时，可以用hash按键值分别存储
排行榜
限流
分布式锁

Redis使用的注意事项

避免大KEY

什么是大key

string类型中value的字节数大于10KB即为大key，Hash/Set等复杂数据结构类型元素个数大于5000个或者总value字节数大于10MB即为大Key

大Key的危害

读取成本高
容易导致慢查询（过期、删除）
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

拆分：将大key拆分为多个小key，如string可以进行拆分，可以用对hash取余的方式决定放在哪个key中。
压缩：将value压缩后写入redis，读取时解压后再使用。可以用gzip，snappy等算法

减少热key

什么是热key

热key没有明确的划分标准，用户访问一个key的QPS特别高则称为热key。

减少热key危害的方法

设置localcache ：一个精简版本地缓存组件，缓存达到容量上限时基于LRU策略来移除缓存元素，缓存达到容量上限时基于LRU策略来移除缓存元素
拆分将一个key拆成多个key

避免缓存穿透

什么是缓存穿透

缓存穿透：热点数据查询绕过缓存，直接查询数据库

在高并发场景下，一个热key如果过期，会有大量请求同时击穿至db，容易影响db性能和稳定。同一时间有大量key过期时，也会导致大量请求落到db上，导致查询变慢，甚至出现db无法响应新的查询。

查询一个不存在的数据，如果数据库也没有，就难以加载缓存，导致大量查询落在数据库上

如何解决？

首先最基本的就是要做参数校验，非法的参数就直接return

当请求的数据在穿过Redis后，数据库也返回空，这样的数据也可以存入到缓存中，然后过期时间可以设置一个比较短的时间，这样能够在一定程度上保障后端数据库的安全

避免缓存击穿

什么是缓存击穿

同一时刻从数据库中获取了大量数据，并且设置了相同的过期时间，这些缓存就会在同一时刻失效，这样就造成了缓存击穿的问题。

解决方案：

一些热点的数据，我们可以设置永不过期；或者是在访问数据的时候延长过期时间。也可以用消息队列，如RabbitMQ等对业务进行消峰，降低db收到的请求量

避免缓存雪崩

缓存击穿后将数据库打垮的情况就叫做缓存雪崩。