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前言

在現代高并發、高性能的互聯網系統中，緩存幾乎是標配，而 Redis 無疑是最廣泛使用的緩存中間件之一。它不僅性能極高，而且提供了豐富的數據結構與強大的擴展能力，成為微服務架構、消息系統、分布式鎖等場景的核心組件。

然而，很多人對 Redis 的認知仍停留在“用來緩存數據”這一層面。實際上，在實際項目中，緩存雪崩、緩存穿透、緩存擊穿等問題頻頻出現，如果沒有處理好，不但不能提升性能，反而可能壓垮整個系統。

此外，隨著分布式系統的普及，分布式鎖的引入與實現也成為常見需求。而 Redisson 作為 Redis 官方推薦的 Java 客戶端，提供了豐富且易用的分布式工具集，是解決這些問題的優秀選擇。
本篇博客將從以下幾個方面全面介紹 Redis 的使用與實戰問題：

• Redis 是什么，有哪些核心特性？
• Redis 常見的使用場景有哪些？
• 如何理解并解決緩存雪崩、穿透、擊穿？
• 分布式鎖如何實現？Redisson 如何優雅地完成？
• 哨兵機制

無論你是剛接觸 Redis 的初學者，還是在項目中踩過坑的老手，相信這篇文章都能幫你更深入地理解 Redis，并在實際工作中少走一些彎路。

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一、什么是 Redis？

Redis（Remote Dictionary Server）是一個開源的基于內存的高性能鍵值對NoSql數據庫。相比傳統數據庫，Redis 的優勢在于“快”，在于“結構豐富”，在于“高可用”。
? 核心特性：

• 內存存儲，速度極快（100,000+ QPS）
• 數據結構豐富：支持 String、List、Set、Hash、ZSet、Stream、HyperLogLog 等
• 持久化：支持 RDB 快照和 AOF 日志
• 高可用架構支持：主從復制、哨兵、集群
• 原子操作：天然支持并發安全

二、Redis 使用場景

1. 緩存熱點數據

• 用戶信息、商品詳情、排行榜、配置中心等
• 可顯著減輕數據庫壓力

2. 消息隊列

• 使用 List、Stream 實現生產者消費者模型
• 更輕量級的 MQ 替代方案（如訂單異步處理）

3. 分布式鎖

• 控制并發執行、任務冪等等場景
• 使用 Redisson、SETNX 等方案實現

4. 限流與防刷

• 基于 INCR、EXPIRE 實現滑動窗口限流
• 搭配 Lua 腳本實現原子性操作

5. 計數器、排行榜

• 使用 INCR、ZSet 輕松實現點贊、瀏覽、Top N 等功能

三、緩存三大問題：雪崩 / 穿透 / 擊穿

1. ?? 緩存雪崩（Cache Avalanche）

**定義：**大量緩存同一時間失效，導致請求直接打到數據庫，造成數據庫壓力驟增甚至宕機。

解決方案：

• 設置緩存過期時間時加入 隨機因子，避免集中失效
• 設置重要數據 永不過期，后臺定時刷新
• 使用熔斷、限流等 降級機制

2. 🔍 緩存穿透（Cache Penetration）

定義：請求的是數據庫和緩存中都不存在的 key（如非法用戶 ID），每次都打到數據庫。

解決方案：

• 緩存空值：對不存在的結果也緩存一段時間
• 布隆過濾器：使用布隆過濾器攔截非法訪問 ID

3. ? 緩存擊穿（Cache Breakdown）

定義：某個熱點 key 失效，大量請求在這一瞬間打入數據庫。

解決方案：

• 為熱點數據設置永不過期或延遲更新
• 加分布式鎖，防止多個線程同時回源查詢數據庫

四、Redisson 分布式鎖實踐（必考面試題）

Redisson，一個功能完善、健壯的 Java 分布式鎖框架。

// 創建 Redisson 客戶端
Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);// 獲取鎖
RLock lock = redisson.getLock("my-lock");try {// 加鎖：默認 30s 自動續期lock.lock();// 業務邏輯System.out.println("執行業務邏輯...");} finally {lock.unlock();
}

鎖類型	說明
RLock	可重入鎖（默認）
RReadWriteLock	支持讀寫分離
RSemaphore	限流用（如限購場景）
RCountDownLatch	多線程協作任務同步

五、Redis 哨兵機制與高可用方案

什么是哨兵機制（Sentinel）？

當主節點宕機時，哨兵會自動將從節點切換為主節點，并通知客戶端更新連接地址，實現高可用部署。

哨兵功能：

• 監控：判斷主節點是否故障
• 自動故障轉移：主掛了，選出新的主
• 通知客戶端更新地址
• 集群健壯性增強

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000

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總結

Redis 是現代后端開發中不可或缺的一環，不僅僅是緩存工具，更是數據庫、消息系統、分布式控制等場景的萬能膠水。