Redis 主从复制 + 缓存

一、Redis 主从复制

  1. 是什么？
    主从复制是 Redis 高可用、读写分离的核心机制：
  • 一台 主节点（Master）：负责写操作
  • 多台 从节点（Slave）：负责读操作，数据实时同步主节点
  • 主节点数据变更 → 自动同步到所有从节点

  1. 核心作用
    1). 读写分离：主写、从读，大幅提升 Redis 并发读取能力
    2). 数据备份：从节点是主节点的实时副本
    3). 高可用基础：主节点挂了，从节点可以自动 / 手动升级为主（配合哨兵）
    4). 故障恢复：避免单点故障

  2. 主从复制原理
    1)连接建立阶段
    从节点启动后，向主节点发送 SYNC / PSYNC 命令，请求复制。
    2)全量复制（第一次同步必走）

  3. 主节点执行 BGSAVE，生成RDB 快照文件

  4. 主节点把 RDB 发给从节点

  5. 从节点清空自身数据，加载 RDB

  6. 主节点将生成 RDB 期间的新增写命令缓存起来，发给从节点

  7. 从节点执行缓存命令，完成全量同步
    3）增量复制（日常同步）
    全量同步完成后，主节点每执行一个写命令，就实时发送给从节点，从节点执行命令保持一致。
    4）心跳机制

  • 主节点每秒发送 PING
  • 从节点回复 PONG 保证连接正常，断线重连后可继续增量复制（Redis 2.8+）
  1. 主从复制特点
  • 异步复制：主节点写完立即返回，不等待从节点同步完成
  • 一个主可以对应多个从
  • 从节点只能读，不能写（默认配置）
  • 从节点可以挂从节点（链式复制）
  1. 常见问题
  2. 全量复制开销大 解决方案：控制主节点内存大小（建议不超过 10G），避免频繁全量同步
  3. 从节点延迟 网络波动、从节点负载高都会导致延迟，可监控 master_repl_offset
  4. 脑裂 主节点网络闪断，从节点被哨兵升级为主 → 网络恢复后双主 解决方案：配置 min-replicas-to-write 1 强制至少 1 个从节点同步才允许写入

二、Redis 缓存（Cache）详解
Redis 最核心用途就是高性能分布式缓存，用来扛高并发、减轻数据库压力。
1）. 缓存是什么？
缓存 = 把高频访问、低频修改的数据存放在高速介质（内存）

  • 数据库：慢（磁盘）
  • Redis：快（内存，10w+ QPS）
    用户请求 → 先查 Redis → 命中直接返回 → 不命中查数据库 → 回写到 Redis
    2). 缓存的核心价值
  1. 超高并发承载
  2. 超低响应延迟（微秒级）
  3. 保护数据库，防止被打垮
  4. 大幅提升系统吞吐量
  5. 缓存使用流程
    请求 → 查 Redis
    ├── 命中 → 直接返回数据（最快）
    └── 未命中 → 查询数据库 → 将数据写入 Redis → 返回数据
  6. 缓存的三种经典使用模式
    （1）Cache Aside Pattern（旁路缓存，最常用）
  • 读：先读缓存，不读库，写回缓存
  • 写：先更新数据库，再删除缓存 企业 99% 使用这种模式。
    2）Read/Write Through（穿透缓存）
    业务不直接操作缓存，由数据库驱动同步缓存，代码简单，但性能一般。
    3）Write Back（写回）
    写缓存 → 异步批量写库 性能极高，但数据有丢失风险，不适合金融 / 订单。

三、缓存三大经典问题 + 解决方案
1). 缓存穿透
现象
大量请求查询不存在的数据，缓存永远不命中，全部打到数据库。 例：查询 id = -1 的用户。
解决方案

  1. 缓存空值 查不到数据时，把 null 存入缓存，设置短过期时间（30s~5min）
  2. 布隆过滤器（Bloom Filter） 提前把合法 ID 存入布隆过滤器，请求先过过滤器，不存在直接拒绝
  3. 参数校验、黑名单拦截

2). 缓存击穿
现象
一个极高并发的 Key 过期了，瞬间所有请求打到数据库。 例：热门商品详情缓存过期。
解决方案

  1. 设置热点数据永不过期
  2. 加互斥锁（Mutex Lock） 只允许一个线程去查库并重建缓存
  3. 异步定时刷新缓存

3). 缓存雪崩
现象
大量 Key 同一时间集体过期 或 Redis 宕机，所有请求打库 → 数据库崩溃。
解决方案

  1. 过期时间随机化expire = 基础时间 + 随机秒数，避免集体过期
  2. Redis 高可用（主从 + 哨兵 / 集群）
  3. 多级缓存（本地缓存 Caffeine + Redis）
  4. 限流、降级、熔断
  5. 缓存预热

四、缓存与数据库一致性
正确方案：先更新数据库，再删除缓存
为什么不是更新缓存？

  • 缓存可能不会被访问，浪费性能
  • 并发写会导致脏数据

五、主从复制 + 缓存组合
客户端 → Nginx → 服务 → Redis 集群（主从复制）→ 数据库

  1. 主节点负责写缓存（修改数据）
  2. 从节点负责读缓存（查询数据）
  3. 读写分离，主从分担压力
  4. 从节点挂了不影响写入，主节点挂了哨兵自动切换从升主
  5. 缓存 + 主从 = 高性能 + 高可用

六、核心总结
主从复制

  1. 主写从读，读写分离
  2. 全量复制（首次）+ 增量复制（日常）
  3. 异步复制，有延迟
  4. 高可用基础，配合哨兵实现自动故障转移
    缓存
  5. 旁路缓存模式最常用：先读缓存，不命中读库，写回缓存
  6. 写策略：先更库，再删缓存
  7. 三大问题：穿透（空值 / 布隆）、击穿（锁 / 永不过期）、雪崩（随机过期 / 集群）
  8. 目标：扛高并发、减库压力、低延迟
posted @ 2026-06-05 08:55  modenq  阅读(11)  评论(0)    收藏  举报