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Redis原理之集群https://blog.csdn.net/sniper_fandc/article/details/149141342?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=149141342&sharerefer=PC&sharesource=sniper_fandc&sharefrom=from_link

目錄

1 Redis作為MySQL緩存

2 緩存更新策略

2.1 定期生成

2.2 實時生成

3 緩存預熱（Cache preheating）

4 緩存穿透（Cache penetration）

5 緩存雪崩（Cache avalanche）

6 緩存擊穿（Cache breakdown）

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????????由于Redis基于內存，比基于磁盤的數據庫查詢效率（讀請求）快的多，因此Redis常用于作為MySQL數據庫的緩存。而內存成本高，因此通常只往內存存儲少量的熱點數據。

1 Redis作為MySQL緩存

????????關系型數據庫比如MySQL查詢效率一般比較慢，有如下原因：

????????1.基于磁盤，磁盤IO速度慢。

????????2.如果查詢不能命中索引，就需要遍歷表，增加磁盤IO次數。

????????3.關系型數據庫會對執行的SQL進行一些解析、校驗、優化等工作，進一步增加耗時。

????????4.如果是復雜查詢，比如涉及到多表聯查，笛卡爾積的時間復雜度O(M*N)，效率就更低了。

????????因此在高并發的環境下，只使用MySQL很容易宕機。為了優化系統性能，提高系統并發量，有兩種方式：1.增加MySQL集群，但是成本很高。2.使用Redis作為緩存。方式2就是業界常用的方式：

????????注意：這種方式只是加快了讀請求的查詢效率，而寫請求緩存并不能加快效率，還是需要寫到MySQL中。

2 緩存更新策略

2.1 定期生成

????????定期對訪問的數據進行頻次統計（通常基于日志分析），選取頻次最高的那部分數據作為熱點數據存入緩存中。

????????優點：實現簡單，過程可控，方便排查問題。

????????缺點：數據實時性不夠。

2.2 實時生成

????????實時生成就是當Redis查詢未命中時，服務器就會去MySQL數據庫查詢，并將查詢的數據寫入到Redis緩存中。

????????優點：數據具有實時性。

????????缺點：緩存容易很快就寫滿。

????????正因為這樣的缺點，就需要合適的內存淘汰策略來更新：

????????FIFO：先進先出，緩存時間最久的數據先淘汰。

????????LRU：淘汰最久未使用，每個數據設置最近訪問時間，優先淘汰最近訪問時間最久的數據。

????????LFU：淘汰最少使用的，每個數據設置最近一段時間訪問次數，優先淘汰訪問次數最少的數據。

????????Random：隨機淘汰。

????????而Redis內部也用到了這些策略思想，并按照key是否設置過期時間對這些策略進行了細化：

????????volatile-lru：針對設置了過期時間的key（只要設置了過期時間，即使還沒過期，如果內存滿了又有新數據寫入就會淘汰），按照LRU思想淘汰。

????????allkeys-lru：針對所有的key，按照LRU思想淘汰。

????????volatile-lfu：針對設置了過期時間的key，按照LFU思想淘汰。

????????allkeys-lfu：針對所有的key，按照LFU思想淘汰。

????????volatile-random：針對設置了過期時間的key，隨機淘汰。

????????allkeys-random：針對所有的key，隨機淘汰。

????????volatile-ttl：按照ttl（生存時間，也就是設置了過期時間的key），越早過期越優先淘汰（局限于設置了過期時間key的FIFO）。

????????noeviction：默認策略，內存滿了再寫入就報錯。

3 緩存預熱（Cache preheating）

????????當Redis剛啟動或大批key同時過期，此時Redis中沒有數據，查詢就無法命中緩存，從而去查MySQL，給數據庫帶來大量查詢壓力。

????????解決辦法：通過緩存預熱，即提前給緩存中存入一些數據（不一定完全是熱點數據），來幫助MySQL減輕大量請求的壓力。可以采用定期生成的策略來離線為Redis提前存入一些熱點數據，隨著時間推移，緩存中的數據最終變為真正的熱點數據。

4 緩存穿透（Cache penetration）

????????查詢的key在Redis和MySQL數據庫中都不存在，這樣的key不會被實時緩存到Redis中，后續如果這類key頻繁訪問，依然會對MySQL造成較大壓力。

????????問題產生原因：1.業務未進行合理的參數校驗，導致非法的key被查詢。2.數據庫部分數據被誤刪。3.黑客攻擊。

????????解決辦法：1.業務設計更規范，進行必要的參數校驗。2.針對不存在的key，可以在MySQL也未命中后，把該key存入Redis中，value設為非法值（比如””），避免頻繁訪問數據庫。3.使用布隆過濾器（hash+bitmap，能夠用較少的空間和時間判斷某個數據是否存在）存入所有的key，查詢Redis和數據庫前先查布隆過濾器是否存在該key。

5 緩存雪崩（Cache avalanche）

????????短時間內Redis上的大量的key失效，從而導致大量的查詢未命中緩存，給數據庫帶來較大壓力。

????????問題產生原因：1.Redis節點宕機。2.在短時間內設置了大量過期時間相同的key。

????????解決辦法：1.部署Redis集群保證高可用性，并進行安全監控。2.不設置過期時間或設置過期時間時附加隨機種子，保證不會同時過期。

6 緩存擊穿（Cache breakdown）

????????緩存穿透的特殊情況，緩存穿透是針對普遍的key（包括熱點和非熱點）突然同時失效的問題，而緩存擊穿是指熱點key突然過期，導致大量查詢未命中去查數據庫。

????????解決辦法：1.統計出熱點key，并設置永不過期。2.必要時進行服務降級（關掉不必要的服務），比如使用分布式鎖限制數據庫的訪問請求。

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Redis原理之分布式鎖https://blog.csdn.net/sniper_fandc/article/details/149142059?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=149142059&sharerefer=PC&sharesource=sniper_fandc&sharefrom=from_link