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Redis

更新: 2/8/2025 字数: 0 字 时长: 0 分钟

使用场景1

引入

我看你做的项目中,都用到了redis,你在最近的项目中哪些场景使用了redis呢?🤔

缓存、分布式锁、消息队列、延迟队列……

缓存

口诀

穿透无中生有key,布隆过滤null隔离。

缓存击穿过期key,锁与非期解难题。

雪崩大量过期key,过期时间要随机。

面试必考三兄弟,可用限流来保底。

引出

缓存三兄弟(穿透、击穿、雪崩)、双写一致、持久化、数据过期策略,数据淘汰策略

缓存穿透

# 一个get请求:
api/news/getByld/1

image-20250202001310838

查询一个不存在的数据,mysql查询不到数据也不会直接写入缓存,就会导致每次请求都查数据库

解决方案一:缓存空数据

缓存空数据,查询返回的数据为空,仍把这个空结果进行缓存

{key:1,value:null}

优点:简单

缺点:消耗内存,可能会发生不一致的问题

解决方案二:布隆过滤器

image-20250202002026415

优点:内存占用较少,没有多余key

缺点:实现复杂,存在误判

布隆过滤器

布隆过滤器主要是用于检索一个元素是否在一个集合中。我们当时使用的是redisson实现的布隆过滤器。

它的底层主要是先去初始化一个比较大数组,里面存放的二进制0或1。在一开始都是0,当一个key来了之后经过3次hash计算,模于数组长度找到数据的下标然后把数组中原来的0改为1,这样的话,三个数组的位置就能标明一个key的存在。查找的过程也是一样的。

当然是有缺点的,布隆过滤器有可能会产生一定的误判,我们一般可以设置这个误判率,大概不会超过5%,其实这个误判是必然存在的,要不就得增加数组的长度,其实已经算是很划分了,5%以内的误判率一般的项目也能接受,不至于高并发下压倒数据库。

缓存击穿

给某一个key设置了过期时间,当key过期的时候,恰好这时间点对这个key有大量的并发请求过来,这些并发的请求可能会瞬间把DB压垮

image-20250202002745976

解决方案一:互斥锁

强一致、性能差

image-20250202002837057
解决方案二:逻辑过期

高可用、性能优、不能保证数据绝对一致

image-20250202003049349

IMPORTANT

缓存击穿的意思是对于设置了过期时间的key,缓存在某个时间点过期的时候,恰好这时间点对这个Key有大量的并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把DB压垮。

解决方案有两种方式:

第一可以使用互斥锁:当缓存失效时,不立即去loaddb,先使用如Redis的setnx去设置一个互斥锁,当操作成功返回时再进行load db的操作并回设缓存,否则重试get缓存的方法

第二种方案可以设置当前key逻辑过期,大概是思路如下:

①:在设置key的时候,设置一个过期时间字段一块存入缓存中,不给当前key设置过期时间

②:当查询的时候,从redis取出数据后判断时间是否过期

③:如果过期则开通另外一个线程进行数据同步,当前线程正常返回数据,这个数据不是最新

当然两种方案各有利弊:

如果选择数据的强一致性,建议使用分布式锁的方案,性能上可能没那么高,锁需要等,也有可能产生死锁的问题

如果选择key的逻辑删除,则优先考虑的高可用性,性能比较高,但是数据同步这块做不到强一致。

缓存雪崩

在同一时段大量的缓存key同时失效或者Redis服务宕机,导致大量请求到达数据库,带来巨大压力。

解决方案
  1. 给不同的Key的TTL添加随机值
  2. 利用Redis集群提高服务的可用性 =>哨兵模式、集群模式
  3. 给缓存业务添加降级限流策略 =>ngxin或spring cloud gateway
  4. 给业务添加多级缓存 =>Guava或Caffeine

IMPORTANT

缓存雪崩意思是设置缓存时采用了相同的过期时间,导致缓存在某一时刻同时失效,请求全部转发到DB,DB瞬时压力过重雪崩。与缓存击穿的区别:雪崩是很多key,击穿是某一个key缓存。

解决方案主要是可以将缓存失效时间分散开,比如可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件。

分布式锁

引出

setnx、redisson

消息队列、延迟队列

引出

何种数据类型

使用场景2

引入

redis做为缓存,mysql的数据如何与redis进行同步呢?

双写一致性

一定、一定、一定要设置前提,先介绍自己的业务背景

双写一致性:当修改了数据库的数据也要同时更新缓存的数据,缓存和数据库的数据要保持一致

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读操作:缓存命中,直接返回;缓存未命中查询数据库,写入缓存,设定超时时间

写操作:延迟双删

一致性要求高

image-20250204165742339

允许延迟一致

image-20250204165855570

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总结

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