这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 14 天

Redis概述

Redis是C语言开发的一个开源的（遵从BSD协议）高性能键值对（key-value）的内存数据库，可以用作数据库、缓存、消息中间件等。它是一种NoSQL（not-only sql，泛指非关系型数据库）的数据库。

Redis的特点

性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快，支持并发10W QPS； 单进程单线程，是线程安全的，采用IO多路复用机制； 丰富的数据类型，支持字符串（strings）、散列（hashes）、列表（lists）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）等； 支持数据持久化。可以将内存中数据保存在磁盘中，重启时加载； 主从复制，哨兵，高可用； 可以用作分布式锁； 可以作为消息中间件使用，支持发布订阅。

Redis的五种数据类型

1. String

String是Redis最基本的数据类型，一个key对应一个value。value是二进制安全的，可以存储jpg图片或者序列化对象，最大可存储512M。

2. Hash

hash类型存储键值对集合，类似于Java中的HashMap类型。hash类型特别适合存储对象，而且可以只修改对象中的某一个属性值。

3. List

List是字符串列表，本质实现方式是双向链表，插入的时候可以选择插入到队头或者队尾。在进行增删操作的时候效率很高，一般用于消息队列等场景。

4. Set

Set是String的无序类型，本质是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。Set可以用于判断共同好友、访问网站IP等需要去重的场合。

4. Set

Set是String的无序类型，本质是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。Set可以用于判断共同好友、访问网站IP等需要去重的场合。同list类似，Redis内部也不是直接使用的跳表，而是使用了一个自定义的数据结构来持有跳表。下图左边蓝色部分是skiplist，右边是4个zskiplistNode。zskiplistNode内部有很多层L1、L2等，指针指向这一层的下一个结点。BW是回退指针（backward），用于查找的时候回退。然后下面是score和对象本身object。

缓存问题

缓存和数据库数据一致性问题 分布式环境下非常容易出现缓存和数据库间数据一致性问题，针对这一点，如果项目对缓存的要求是强一致性的，那么就不要使用缓存。我们只能采取合适的策略来降低缓存和数据库间数据不一致的概率，而无法保证两者间的强一致性。合适的策略包括合适的缓存更新策略，更新数据库后及时更新缓存、缓存失败时增加重试机制。

Redis雪崩 当缓存中大面积的Key同时失效，使得本来作用于缓存的请求全部落在了数据库上，导致数据库崩溃，重启数据库时又被新的流量弄崩溃了，这就是缓存雪崩。

解决方案：

可以在批量往Redis存数据的时候，把每个Key的失效时间加个随机值，均匀分布缓存失效时间。 定时更新缓存。 Redis缓存穿透 缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户（黑客）不断发起请求，导致一直在数据库里搜索，这样的不断攻击导致数据库压力很大，严重会击垮数据库。

解决方案：

在接口层增加校验，不合法的请求直接拦截掉。 Redis里还有一个高级用法**布隆过滤器（Bloom Filter）**这个也能很好的预防缓存穿透的发生，他的原理也很简单，就是利用高效的数据结构和算法快速判断出你这个Key是否在数据库中存在，不存在你return就好了，存在你就去查DB刷新KV再return。缓存击穿的话，设置热点数据永不过期，或者加上互斥锁就搞定了。 Redis缓存击穿 缓存击穿是指一个Key非常热点，在不停地扛着大量的请求，大并发集中对这一个点进行访问，当这个Key在失效的瞬间，持续的大并发直接落到了数据库上，就在这个Key的点上击穿了缓存。

解决方案：

对于热点请求的Key，设置数据永不过期。 对热点Key限流，大于接受量时阻塞。或者加上互斥锁。