Redis经典9问—持久化/过期策略/缓存穿透/数据结构/事务/淘汰策略/应用场景/分布式锁

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: Redis经典9问—持久化/过期策略/缓存穿透/数据结构/事务/淘汰策略/应用场景/分布式锁

1. 知道Redis 的持久化吗?底层如何实现的?有什么优点缺点?

RDB(Redis DataBase:在不同的时间点将 redis 的数据生成的快照同步到磁盘等介质上):内存 到硬盘的快照,定期更新。缺点:耗时,耗性能(fork+io 操作),易丢失数据。

AOF(Append Only File:将redis所执行过的所有指令都记录下来,在下次redis重启时,只 需要执行指令就可以了):写日志。缺点:体积大,恢复速度慢。

bgsave 做镜像全量持久化,aof 做增量持久化。因为 bgsave 会消耗比较长的时间,不够实 时,在停机的时候会导致大量的数据丢失,需要 aof 来配合,在 redis 实例重启时,优先使 用 aof 来恢复内存的状态,如果没有 aof 日志,就会使用 rdb 文件来恢复。Redis 会定期做 aof 重写,压缩 aof 文件日志大小。Redis4.0 之后有了混合持久化的功能,将 bgsave 的全量 和 aof 的增量做了融合处理,这样既保证了恢复的效率又兼顾了数据的安全性。bgsave 的 原理,fork 和 cow, fork 是指 redis 通过创建子进程来进行 bgsave 操作,cow 指的是 copy on write,子进程创建后,父子进程共享数据段,父进程继续提供读写服务,写脏的页面数据 会逐渐和子进程分离开来。

2. Redis 过期策略都有哪些?

定时过期(一 key 一定时器)。

惰性过期:只有使用 key 时才判断 key 是否已过期,过期则清除。

定期过期:前两者折中。

3. 缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩的解决方案?

缓存穿透:指查询一个一定不存在的数据,如果从存储层查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到 DB 去查询,可能导致 DB 挂掉。

解决方案:1.查询返回的数据为空,仍把这个空结果进行缓存,但过期时间会比较短;2.布隆过滤器:将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的 bitmap 中,一个一定不存在的数据会被这个 bitmap 拦截掉,从而避免了对 DB 的查询。

缓存击穿: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:1.使用互斥锁:当缓存失效时,不立即去load db,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。2.永远不过期:物理不过期,但逻辑过期(后台异步线程去刷新)。 缓存雪崩: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: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。

4. Redis 当中有哪些数据结构?

字符串 String、字典 Hash、列表 List、集合 Set、有序集合 SortedSet、HyperLogLog、 Geo、Pub/Sub。

5. Redis 相比 Memcached 有哪些优势?

  1. Memcached所有的值均是简单的字符串,Redis作为其替代者,支持更为丰富的数据类型
  2. Redis的速度比Memcached快很多
  3. Redis可以持久化其数据

6. Redis 有哪几种数据淘汰策略?

  • noeviction:返回错误当内存限制达到并且客户端尝试执行会让更多内存被使用的命令(大 部分的写入指令,但 DEL 和几个例外)
  • allkeys-lru: 尝试回收最少使用的键(LRU),使得新添加的数据有空间存放。 volatile-lru: 尝试回收最少使用的键(LRU),但仅限于在过期集合的键,使得新添加的数据 有空间存放。
  • allkeys-random: 回收随机的键使得新添加的数据有空间存放。
  • volatile-random: 回收随机的键使得新添加的数据有空间存放,但仅限于在过期集合的键。 volatile-ttl: 回收在过期集合的键,并且优先回收存活时间(TTL)较短的键,使得新添加的 数据有空间存放。

7. Redis的实际应用场景?

  1. 队列。基于列表 List实现操作 push/pop 。
  2. 排行榜/计数器。基于序集合 SortedSet。
  3. 会话缓存(Session Cache)。

8. 如何理解理解 Redis 事务?

事务是一个单独的隔离操作:事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的

过程中,不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。 事务是一个原子操作:事务中的命令要么全部被执行,要么全部都不执行。

MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH

9. 使用Redis 如何设计分布式锁?

  1. 线程 A setnx(上锁的对象,超时时的时间戳 t1),如果返回 true,获得锁。
  2. 线程 B 用 get 获取 t1,与当前时间戳比较,判断是是否超时,没超时 false,若超时执行第 3 步;
  3. 计算新的超时时间 t2,使用 getset 命令返回 t3(该值可能其他线程已经修改过),如果 t1==t3,获得锁,如果 t1!=t3 说明锁被其他线程获取了。
  4. 获取锁后,处理完业务逻辑,再去判断锁是否超时,如果没超时删除锁,如果已超时, 不用处理(防止删除其他线程的锁)。
相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore     ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库 ECS 实例和一台目标数据库 RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
1月前
|
缓存 算法 数据挖掘
深入理解缓存更新策略:从LRU到LFU
【10月更文挑战第7天】 在本文中,我们将探讨计算机系统中缓存机制的核心——缓存更新策略。缓存是提高数据检索速度的关键技术之一,无论是在硬件还是软件层面都扮演着重要角色。我们会详细介绍最常用的两种缓存算法:最近最少使用(LRU)和最少使用频率(LFU),并讨论它们的优缺点及适用场景。通过对比分析,旨在帮助读者更好地理解如何选择和实现适合自己需求的缓存策略,从而优化系统性能。
45 3
|
5天前
|
监控 NoSQL 测试技术
【赵渝强老师】Redis的AOF数据持久化
Redis 是内存数据库,提供数据持久化功能,支持 RDB 和 AOF 两种方式。AOF 以日志形式记录每个写操作,支持定期重写以压缩文件。默认情况下,AOF 功能关闭,需在 `redis.conf` 中启用。通过 `info` 命令可监控 AOF 状态。AOF 重写功能可有效控制文件大小,避免性能下降。
|
5天前
|
存储 监控 NoSQL
【赵渝强老师】Redis的RDB数据持久化
Redis 是内存数据库,提供数据持久化功能以防止服务器进程退出导致数据丢失。Redis 支持 RDB 和 AOF 两种持久化方式,其中 RDB 是默认的持久化方式。RDB 通过在指定时间间隔内将内存中的数据快照写入磁盘,确保数据的安全性和恢复能力。RDB 持久化机制包括创建子进程、将数据写入临时文件并替换旧文件等步骤。优点包括适合大规模数据恢复和低数据完整性要求的场景,但也有数据完整性和一致性较低及备份时占用内存的缺点。
|
17天前
|
存储 缓存 监控
利用 Redis 缓存特性避免缓存穿透的策略与方法
【10月更文挑战第23天】通过以上对利用 Redis 缓存特性避免缓存穿透的详细阐述,我们对这一策略有了更深入的理解。在实际应用中,我们需要根据具体情况灵活运用这些方法,并结合其他技术手段,共同保障系统的稳定和高效运行。同时,要不断关注 Redis 缓存特性的发展和变化,及时调整策略,以应对不断出现的新挑战。
51 10
|
13天前
|
Web App开发 缓存 UED
如何设置浏览器的缓存策略?
【10月更文挑战第23天】通过合理地设置浏览器的缓存策略,可以在提高网页性能、减少网络流量的同时,确保用户能够获取到最新的内容,从而提升用户体验和网站的性能优化效果。
45 4
|
10天前
|
NoSQL Java API
分布式锁的实现原理与应用场景,5 分钟彻底搞懂!
本文详细解析了分布式锁的实现原理与应用场景,包括线程锁、进程锁和分布式锁的区别,以及分布式锁的四种要求和三种实现方式(数据库乐观锁、ZooKeeper、Redis)。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
分布式锁的实现原理与应用场景,5 分钟彻底搞懂!
|
14天前
|
存储 消息中间件 缓存
缓存策略
【10月更文挑战第25天】在实际应用中,还需要不断地监控和调整缓存策略,以适应系统的变化和发展。
|
17天前
|
缓存 监控 NoSQL
Redis 缓存穿透及其应对策略
【10月更文挑战第23天】通过以上对 Redis 缓存穿透的详细阐述,我们对这一问题有了更深入的理解。在实际应用中,我们需要根据具体情况综合运用多种方法来解决缓存穿透问题,以保障系统的稳定运行和高效性能。同时,要不断关注技术的发展和变化,及时调整策略,以应对不断出现的新挑战。
39 4
|
21天前
|
存储 缓存 NoSQL
保持HTTP会话状态:缓存策略与实践
保持HTTP会话状态:缓存策略与实践
|
1月前
|
缓存 分布式计算 NoSQL
大数据-47 Redis 缓存过期 淘汰删除策略 LRU LFU 基础概念
大数据-47 Redis 缓存过期 淘汰删除策略 LRU LFU 基础概念
61 2