Redis简介

Redis简介

概括：

​ Redis是一款功能强大、性能卓著的内存数据库，是现代互联网应用架构中不可或缺的组件之一。将数据主要存储在内存中，因此读写速度非常快，通常能达到每秒数十万次升值上百万次的读写操作。程序员使用Redis的最主要的场景是缓存，可以显著减少数据库的压力，提高应用的响应速度。

什么是缓存?

​ 缓存Cache, 就是数据交换的缓冲区,俗称的缓存就是缓冲区内的数据，一般从数据库中获取,存储于本地代码。

为什么要使用缓存？

​ 1.缓存数据存储于代码中,而代码运行在内存中,内存的读写性能远高于磁盘,缓存可以大大降低用户访问并发量带来的服务器读写压力；
​ 2.实际开发过程中,企业的数据量,少则几十万,多则几千万,这么大数据量,如果没有缓存来作为"避震器",系统是几乎撑不住的,所以企业会大量运用到缓存技术;
​ 3.但是缓存也会增加代码复杂度和运营的成本

redisson实现分布式锁的原理是什么？

​ 分布式锁的核心：使用Redis的set命令配合Lua脚本，结合客户端的看门狗机制，使一个操作要么完全执行成功，要么完全不执行，确保操作的原子性（不可分割）；

流程：

1.加锁：当一个线程尝试获取锁时会检查key是否存在，Redisson会向Redis发送一个Lua脚本，类型通常是Hash，key是锁名，field是客户端的唯一标识（客户端Id或线程Id），vlaue是重入次，并设置一个过期时间；如果key不存在就会创建；

如果key已存在，且field正好是客户端的标识，说明可以重入，将value加一，并刷新过期时间；

2.自动续期：成功加锁后，客户但后台会启动一个看门狗的线程，会周期性的检查，当前线程是否还持有这把锁，并重置刷新过期时间；

作用:防止业务逻辑执行时，时间超过过期时间，导致锁自动释放，而业务还没执行完成，引起并发问题；只要线程还在，锁就不会轻易过期；

3.解锁：解锁时，同样会运行Lua脚本，检查锁的持有者是否对应当前客户端；如果是，则将value减一；当value的值为0时，则删除整个锁，真正释放锁，并停止对应的看门狗线程；

简单来说：

​ 把锁看出一个特殊的钥匙，存在Redis里面，哪个线程先成功拿到钥匙，就可以进行后续操作，在这个过程中其他线程无法拿到钥匙，只有等到该程序完成，再重复这个过程；

Redis的缓存穿透,缓存雪崩和缓存击穿是什么？

1.缓存穿透：是指查询一个数据库和缓存中都不存在的数据，导致每次查询都会绕过缓存，直接访问数据库；

危害：恶意攻击者可以利用这个不断的发起请求；缓存中没有，每次都要查询数据库，导致数据库压力剧增；

解决方案：

a.当查询操作时，缓存和数据查询结果都为空时，将一个特殊值（如null）存入缓存，并设置一个较短的时间（1-5分钟）；后续相同请求直接从缓存中返回特殊值，不再查询数据库；

b.在缓存层前加一个布隆过滤器，用于快速判断key值是否可能存在；如果过滤器认定不存在，则直接返回，不再查询缓存和数据库；优点空间效率搞，查询快；缺点有极低的误判率；

2.缓存雪崩：是指大量缓存数据在同一时间集中过期，导致所有请求瞬间打回数据库，形成雪崩效应；常见原因：缓存预热不足，导致大量key设置了相同的过期时间；Redis服务宕机或是网络故障；

危害：数据库无法承受巨大流量，可能直接宕机；

解决方案：

a.给缓存的过期时间加一个随机值，避免集体过期；

b.使用Redis集群、主从复制、哨兵，避免单点故障；

c.当服务器压力过大时，返回默认值或提示，保护数据库；

d.使用本地缓存作为第一层，Redis作为第二层，减少对Redis的直接冲击；

3.缓存击穿：是指某个热点数据在缓存过期的瞬间，大量请求涌入，全都放到数据库中，导致数据库压力剧增；

危害：导致数据库压力过大；

解决方案：

a.使用互斥锁，当缓存失效时，不让所有请求都去查数据库，而是让一个线程去重建缓存，其他线程等待；

b.缓存数据不设置Redis过期时间，而是在value中存一个逻辑过期时间；在查询时判断是否过期，如果没有过期直接返回，如果已过期，启动一个异步线程去更新缓存；

c.对于极热点数据，可以设置永不过期，通过后台定期更新；

---