Redis 之二-EW帮帮网

Redis介绍:

是一个c语言写的非关系型数据库，基于内存操作，所以读写性能非常好，一般做缓存。也有做分布式锁，甚至消息队列，支持事务、持久化、Lua脚本、集群等。

缓存数据一致性问题解决：

1、先更新数据库再更新缓存（不行）

2、先更新缓存，再更新数据（不行）

3、Cash Aside(旁路缓存策略) 先删除缓存，再更新数据库(不行)

4、先更新数据库，再删除缓存，又或者等待一会，再删，即延时双删。（可以）

注意：此方法，也会有不一致风险，但几率及其低，因为操作缓存比操作数据库要快很多。而且，为了保证，可以再b删除缓存后，等待一会（具体时间业务定），然后再删一次，即延时双删。

5、如果mysql是主从架构，主是增删改操作，从节点负责读，那么同步给从节点有可能因为网络抖动无法及时同步，此时数据一致性会再次出现。

解决思路：

引入canel中间件，其作用是伪装为slave去发送dump协议给master，master接受后发送bin log日志给canel，后重放，更新缓存。为了健壮，可以采用mq异步发送的形式，防止，从 binlog直接到redis出现故障。

Redis是单线程还是多线程？

redis操作命令是单线程的，因此每个命令都具有原子性。redis6.0之后引入了多线程，但也只是IO网络请求的多线程，而且默认不开启。命令还是单线程。引入网络IO多线程是为了提高网络IO的读写性能，因为redis的性能瓶颈主要是内存和网络。

Redis为什么不用多线程？

redis是存内存操作，执行速度非常快，性能瓶颈不是执行速度，而是网络延迟，因此多线程并不会带来性能提升
多线程会导致上下文切换，带来不必要的开销
多线程会面临线程安全问题，那必然要引入锁，实现复杂，而且性能也会大打折扣。

过期数据的删除策略？

惰性删除，ttl过期不会立马删除，而是下一次crud的时候，会去检查是否过期，然后进行删除。这样会对cpu友好，但是会造成大量的key过期了未被删除
定期删除，每隔一段时间去抽取一批key，如果过期则删除。有两种模式，slow模式和fast模式。对内存友好

Redis采用惰性删除+定期删除的模式

淘汰策略？

内存淘汰：就是当redis的内存占用达到阈值时，redis会主动挑选部分key删除以释放更多内存。

Redis的持久化机制？

RDB Redis Database Backfile（默认）以快照的形式保存到磁盘，重启速度快，但可能存在丢失数据。

bgsave:控制台输入save命令是同步的，进行同步的话会阻塞主进程，然而，我们一般使用bgsave，fork子进程，然后采用CopyOnWrite技术，将内存数据记录为RDB文件，替换旧文件。

AOF：Append-only File 以日志追加的形式写入磁盘，该方案默认不开启，追加的是操作的命令。数据保存较完整，但是体积大，重启缓慢。

Redis4.0以后有RDB+AOF持久化方式选择，把RDB的内容写到AOF开头，可以兼顾加载速度而不丢失更多的数据。缺点是，文件可读性差，RDB部分不再是AOF格式

Redis数据结构和应用场景：

1、String 字符串，应用于计数场景

2、hash 底层类似于hashmap,为键值对形式，适用于存储对象。购物车<用户ID,<商品ID,购买对象>>。文章点赞 <文章id，<用户ID,点赞记录数据>>

3、list，底层是双向链表，适用于做消息队列、也可以做栈

4、set 无序不重复集合，有交集、并集、差集等操作，适用于共同关注、公共好友等。点赞，key是文章，value是userID,isMember判断返回true，则点赞过。

5、sortset，每个value关联一个score，适用于做排行榜、消息的排行等。

6.geo，地理坐标，附近商铺。

7、bitmap,用户签到、布隆过滤器。

8、HyperLogLog, UV统计。

Redis的缓存问题

缓存穿透：指一直请求数据库中不存在的数据，缓存形同虚设，请求全部打到数据库，造成数据库巨大压力。

解决办法：1、缓存空值缺点：额外的内存消耗，短期数据不一致 2、布隆过滤器实现复杂，有误判风险。判断为1，数据库中可能有数据，判断为0，数据库一定没有。

缓存雪崩：指同一时间，大量的key同时失效甚至是redis宕机，大量请求打到数据库中。

解决办法：1、给key添加随机ttl 2、搭建redis集群

缓存击穿：热点key问题，指单一热点数据key过期，重建时间漫长。

解决办法：1、逻辑过期+互斥锁效率较好 2、利用互斥锁。强一执行，但会有死锁风险

Redsi事务：

redis通过multi,exec,discard和watch实现事务功能，使用multi命令后可以输入多个命令，但不会立即执行，而是将他们放到队列，当调涌exex将执行所有命令。redis不支持回滚，因此不满足原子性，而且不满足持久性

Redis集群如何选择数据库？

Redis集群目前无法做数据库选择，默认在0数据库。

Redis解决秒杀超卖问题

秒杀条件：判断当前时间是否在活动开启时间与结束时间之间。判断库存是否>1。都满足则执行扣减库存操作。

sql语句：update tb_stock set stock =stock -1 where voucher_id = 1 and stock >0;

一人一单问题：先去查询当前用户对应表是否有数据，判断是否大于0,如果>0，证明已经购买过，但是多线程环境下，查询数据与判断数据并非原子性，存在线程安全问题。

解决思路：锁定当前用户id，直到提交事务。

以上是单机的解决方案，但是集群模式下，由于是多个jvm，因此也会存在并发安全问题。

Redis主从架构

单节点的redis并发能力是有限的，因此为了解决高并发，我们可以搭建主从架构，主节点写，从节点读

命令：在slave执行 slaveof masterIP masterPort

数据同步原理

replication Id：是数据集的标记，id一致说明同一数据集，slave会继承master的replcaiton Id

offset:偏移量，在repl_baklog中，master offset一般大于slave offset，期间的差值，就是未同步的数据。

全量同步：

slave向主节点发送自己的replication Id和offset，请求增量同步
master判断slave的replication Id与自己的不一致，拒绝增量同步
master将自己数据生成RDB文件，以及repl_backlog，里面记载着生成RDB期间新增的数据。然后RDB发送给slave，同时repl_backlog会不断的以命令形式发送个slave
slave接受到RDB，然后清空自己的数据。加载master的RDB

增量同步：
redis第一次是全量同步，重启后是增量同步。增量同步的原理就是携带offset给master,master把自己的offset与slave的offset的中间部分命令发送给slave节点