本篇文章從以下幾個(gè)方面介紹一下Redis哲思。

1卦溢、Redis數(shù)據(jù)類型

2、Redis持久化

3泵殴、Redis集群

4涮帘、Redis常見問題

前言：

Redis是基于內(nèi)存的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，一般是簡單的存取操作笑诅，時(shí)間主要花費(fèi)在I/O上调缨，所以讀取速度快。Redis使用非阻塞I/O吆你，I/O多路復(fù)用弦叶，使用單線程來輪詢描述符，將數(shù)據(jù)庫的開妇多、關(guān)湾蔓、讀、寫都轉(zhuǎn)換成事件砌梆，減少線程切換上下文的時(shí)間默责。此外，Redis全程使用hash結(jié)構(gòu)咸包，讀取速度快桃序。

一、Redis數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

String類型烂瘫，可以是字符串媒熊、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)坟比，可對字符串或字符串的一部分進(jìn)行操作芦鳍，對整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)執(zhí)行自增或自減操作。

List類型葛账，一個(gè)鏈表柠衅，鏈表上每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)字符串。從鏈表的兩端推入或彈出籍琳；根據(jù)偏移量對鏈表進(jìn)行修剪菲宴；讀取單個(gè)或多個(gè)元素贷祈；根據(jù)值查找或移除元素。

Set類型喝峦，包含字符串的無序收集器势誊，并且被包含的每個(gè)字符串都是獨(dú)一無二各不相同的。添加谣蠢、獲取粟耻、移除單個(gè)元素，檢查一個(gè)元素是否存在集合中眉踱，計(jì)算交集挤忙、并集、差集勋锤，從集合中隨機(jī)獲取元素。

Hash類型侥祭，包含鍵值對的無序散列表叁执，添加、獲取矮冬、移除單個(gè)鍵值對谈宛，獲取所有鍵值對。

Zset類型胎署，字符串成員和浮點(diǎn)數(shù)分值之間的有序映射吆录，元素的排列順序由分值的大小決定。添加琼牧、獲取恢筝、刪除單個(gè)元素，根據(jù)分值范圍或成員來獲取元素巨坊。

二撬槽、Redis持久化

Redis提供兩種持久化方式：快照（RDB文件）和追加式文件（AOF文件）

RDB：會(huì)在特定的時(shí)間間隔保存那個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)快照。原理：redis調(diào)用fork()方法趾撵，產(chǎn)出一個(gè)子進(jìn)程講數(shù)據(jù)寫到臨時(shí)RDB文件侄柔，更新后替換舊的RDB文件。 優(yōu)點(diǎn)：單文件占调、適合做備份暂题；主進(jìn)程不會(huì)有I/O操作；數(shù)據(jù)量大時(shí)究珊，啟動(dòng)快薪者。 缺點(diǎn)：容易造成數(shù)據(jù)丟失（當(dāng)服務(wù)器在持久化之前掛掉，那掛掉瞬間到上次持久化這段時(shí)間的數(shù)據(jù)就丟失了）剿涮、數(shù)據(jù)量很大時(shí)啸胧，會(huì)造成redis服務(wù)停止

AOF：每次有更新或?qū)懖僮鞲险荆苯訉⒉僮髯芳拥紸OF文件末尾，當(dāng)文件達(dá)到一定大小纺念，會(huì)優(yōu)化文件贝椿，對命令進(jìn)行匯集，減小文件大小陷谱。 優(yōu)點(diǎn)：比RDB可靠烙博，可制定不同的同步策略。 缺點(diǎn)：相同數(shù)據(jù)集下烟逊，AOF文件更大渣窜；某些同步策略下，AOF速度比RDB慢宪躯。

三乔宿、Redis集群

集群的設(shè)計(jì)，旨在為適應(yīng)高并發(fā)高吞吐量場景設(shè)計(jì)访雪，大多數(shù)業(yè)務(wù)場景下都是讀操作详瑞，redis集群可由子節(jié)點(diǎn)分擔(dān)訪問壓力，主節(jié)點(diǎn)處理更新和寫操作臣缀，再同步給子節(jié)點(diǎn)坝橡。

數(shù)據(jù)分區(qū)：當(dāng)數(shù)據(jù)量十分巨大，單節(jié)點(diǎn)無法承載時(shí)精置，可使用數(shù)據(jù)分片來實(shí)現(xiàn)计寇。一個(gè)集群包含16384個(gè)哈希槽，每一臺(tái)主節(jié)點(diǎn)機(jī)器分配一個(gè)范圍脂倦，使用CRC(key)%16384來計(jì)算鍵屬于那個(gè)槽番宁。同時(shí)redis客戶端在訪問后也會(huì)緩存一個(gè)哈希糟與節(jié)點(diǎn)IP的映射表，以提高訪問速度赖阻。當(dāng)集群要擴(kuò)容時(shí)贝淤，集群會(huì)停止服務(wù)，通過配置表重新分配哈希槽政供，再轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)播聪，擴(kuò)容完畢，集群恢復(fù)可用（故建議在凌晨訪問量低的情況下進(jìn)行擴(kuò)容）布隔。

容錯(cuò)機(jī)制：redis提供了每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間放松ping命令以測試健康狀態(tài)的機(jī)制离陶。當(dāng)子節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送ping命令沒有得到pong返回是，子節(jié)點(diǎn)會(huì)通知其他節(jié)點(diǎn)給主節(jié)點(diǎn)方式ping衅檀。如果集群超過半數(shù)節(jié)點(diǎn)給主節(jié)點(diǎn)發(fā)送ping都沒有得到返回招刨，坐實(shí)主節(jié)點(diǎn)掛掉，立馬啟動(dòng)備份服務(wù)器哀军。

主從復(fù)制：為了使得集群在一部分節(jié)點(diǎn)無法與集群大多數(shù)節(jié)點(diǎn)通訊的情況下仍然運(yùn)作沉眶，集群中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有1到N個(gè)復(fù)制打却。主節(jié)點(diǎn)會(huì)把數(shù)據(jù)同步給子節(jié)點(diǎn)，但是在同步數(shù)據(jù)之前谎倔，主節(jié)點(diǎn)就掛掉了柳击，未同步的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。對于追求高可用性這點(diǎn)片习，redis并不合適捌肴，同時(shí)redis只保證最終一致性。

四藕咏、Redis常見問題

1状知、緩存雪崩：指緩存集中失效，全部的請求都訪問到數(shù)據(jù)庫孽查，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫崩潰饥悴。

緩存集中失效，是因?yàn)榫彺鏀?shù)據(jù)設(shè)置了相同的過期時(shí)間盲再，導(dǎo)致redis將這部分?jǐn)?shù)據(jù)全部刪光西设。這里可以設(shè)置一下redis對過期鍵的策略，主要有惰性刪除和定期刪除洲胖。定期刪除其實(shí)很難做到济榨，以為當(dāng)數(shù)據(jù)量大時(shí)坯沪，redis不可能一直去遍歷所有的鍵绿映，判斷是否過期再刪除掉。所以設(shè)置定期刪除腐晾，會(huì)限制執(zhí)行時(shí)長和頻率叉弦。惰性刪除，主要是在取鍵的時(shí)候藻糖，判斷該鍵是否過期淹冰，過期則刪除。

預(yù)防雪崩問題：①給過期時(shí)間添加一個(gè)隨機(jī)值 ②設(shè)置本地緩存+限流（hystrix)③設(shè)置redis集群巨柒，避免單機(jī)

2樱拴、緩存穿透：指未命中緩存，導(dǎo)致請求訪問到數(shù)據(jù)庫洋满。

預(yù)防穿透問題：①過濾不合法請求 ②數(shù)據(jù)庫查詢?yōu)榭諘r(shí)晶乔，也存儲(chǔ)到緩存

3、緩存與數(shù)據(jù)庫雙寫一致

在做更新操作時(shí)牺勾，數(shù)據(jù)庫與緩存數(shù)據(jù)不一致

①先刪除緩存后更新數(shù)據(jù)庫正罢。

線程A刪除緩存，線程B查詢緩存驻民，發(fā)現(xiàn)不存在翻具，查詢數(shù)據(jù)庫得到舊值履怯，線程B寫入緩存，線程A寫入數(shù)據(jù)庫裆泳。解決思路叹洲，將刪除緩存、修改數(shù)據(jù)庫晾虑、讀緩存等操作積壓到對列疹味，實(shí)現(xiàn)串行化。

②先更新數(shù)據(jù)庫后刪除緩存帜篇。

緩存剛好失效糙捺，線程A查詢數(shù)據(jù)庫，得到一個(gè)舊值笙隙，線程B將新值寫入數(shù)據(jù)庫洪灯，線程B刪除緩存，線程A將舊值寫入緩存竟痰。解決思路签钩，將要?jiǎng)h除的key放到消息隊(duì)列，重試直到成功坏快。

總結(jié)

這部分知識其實(shí)在團(tuán)隊(duì)里就整理過铅檩，還做了分享，當(dāng)初對集群莽鸿、一致性還是懵懵懂懂的∶林迹現(xiàn)在再看，特別是配合raft協(xié)議祥得、zab協(xié)議兔沃，對redis的局限性有了更深一點(diǎn)的認(rèn)知。

參考：

1级及、《Redis實(shí)戰(zhàn)》

2乒疏、Java3y