Redis 知识整理

1、 redis 内存模型、单线程、Redis性能高的原因。

  • Redis指令处理逻辑 
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    Redis 基于Reactor模式开发了一个名为 File Event Handler 的网络事件处理器；
    这个事件处理器是单线程的，所以称Redis 是单线程的。

    Redis 核心是通过IO多路复用的方式监听多个socket，并根据socket传输的事件类型将
    事件分发给不同的事件处理器处理。

    Redis的核心模块包含四个：被监听的多个Socket、IO多路复用程序、事件分派器、事件处理器。
    IO多路复用程序通过将会将有事件的多个socket 放入队列，每次取出一个socket，
    并根据事件类型通过事件分派器将事件分给对应的事件处理器处理；每次处理一个，处理完一个取一个；

    以上，便是redis处理命令的基本逻辑。
  • 高性能原因： 
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    而 Redis 性能高的原因可以分为以下三点：
    1、纯内存操作
    2、采用非阻塞的IO多路复用所以快
    3、单线程方式由于没有多线程方式需要来回切换上下文的操作，所以快。

2、 缓存的三大问题 缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透 与解决办法

  • 缓存雪崩：缓存在某段时间内大面积失效，后面的请求都落在db上，导致数据库短时间承受大量请求进而崩溃。
    • 解决办法（4个）
      • 将缓存的过期时间设置的随即些，以防止缓存同一时间大面积失效。
      • 在缓存中追加缓存字段，当缓存失效，则更新缓存。
      • 缓存预热（即，针对项目启动时，缓存中无数据的场景，此时应从数据库中取出数据使用并缓存，而后的请求便可以直接使用缓存数据）。
      • 使用互斥锁。（即保证接受到多个请求时，只有一个请求操作缓存，当缓存失效取出db中的数据以更新缓存；之后的请求，可以使用缓存）。
  • 缓存击穿： 
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        缓存中不存在数据，数据库中存在数据，而并发用户数增加，同时请求某一条这样的数据，同时从缓存中未取到数据，又同时从数据库中取，进而导致数据库
    短时间接受的请求增多，压力增大；
        缓存击穿 说的是针对同一数据的并发量增大，导致db压力增大；缓存雪崩 说的是不同数据同时国旗，导致db接受请求增多，压力增大。
    • 解决办法（2个）：
      • 将热数据的有效期设为永不过期
      • 使用互斥锁。
  • 缓存穿透：缓存中无数据，数据库中也无数据，此时所有的请求均落在db上，导致数据库承受大量请求进而崩溃
    • 解决办法（3个）：
      • 接口层增加逻辑校验，例如权限校验、id！<=0 等，以期望拦截无效请求。
      • 针对 缓存、db都没有的数据，以key-null 的形式缓存；并设置较短的有效期（太长可能会影响性能）。
      • 使用布隆过滤器，即将所有可能的数据hash并放入足够大的bitmap；接受到请求后，判断请求对应的hash是否在bitmap中，如果没有则拦截（ 有请求，必有hash在bitmap，有hash 在bitmap
        不一定有数据，原因：hash算法存在hash碰撞（即：不同的数据，hash后的值可能存在相同））