Redis—問題（1）

• 2022 年 10 月 22 日
• 筆記
• 基礎知識, 學習筆記, 面試常問

寫在前面

Redis 是一種 NoSQL 資料庫，包含多種數據結構、支援網路、基於記憶體、可選持久性的鍵值對存儲資料庫，在我們的日常開發中會經常使用 Redis 來解決許多問題，比如排行榜、消息隊列系統、計數器 以及 快取系統等。

在作為快取使用時，不可避免的會遇到快取穿透、快取雪崩、快取擊穿（熱點 key) 的問題，那麼究竟這些問題具體值的是什麼，又該如何解決呢？

什麼是快取穿透

快取穿透是指客戶端請求的數據在快取和資料庫中都不存在，引起快取失效，並會對資料庫造成極大的壓力。
常見的解決方案有兩種：

• 快取空對象
  • 優點：實現簡單，維護方便
  • 缺點：
    • 額外的記憶體消耗
    • 可能造成短期的不一致
• 布隆過濾
  • 優點：記憶體佔用少，沒有多餘的key
  • 缺點：
    • 實現複雜
    • 可能存在誤判
• 增加 id 的複雜度，避免被猜到 id 規律。
• 做好數據的基礎格式校驗。
• 加強用戶的許可權校驗。
• 做好熱點參數的限流（sentinel）。

什麼是快取雪崩

快取雪崩是指在同一時間段大量的快取 key 同時失效或者 Redis 服務宕機，導致大量請求到達資料庫，對資料庫造成極大的壓力。
常見的解決方案有：

• 給不同的 key 的 TTL添加隨機值。
• 利用 Redis 集群提高服務的可用性。（Redis 主從，哨兵）
• 給快取業務添加降級限流策略（sentinel）。
• 給業務添加多級快取。

什麼是快取擊穿

快取擊穿也叫熱點 key 問題，是指一個被高並發訪問並且快取重建業務比較複雜的key 突然失效了，無數的請求訪問會在瞬間給資料庫帶來巨大的衝擊。
常見的解決方案有：

• 互斥鎖
  • 優點：
    • 沒有額外的記憶體消耗
    • 保證一致性
    • 失效簡單
  • 缺點：
    • 執行緒需要等待，性能收到影響
    • 可能有死鎖的風險
• 邏輯過期
  • 優點：
  • 執行緒無需等待，性能較好
  • 缺點：
    • 不保證一致性
    • 具有額外記憶體消耗
    • 實現複雜

總結

以上就是對快取穿透、快取雪崩、快取擊穿問題的簡單介紹和解決辦法，更加具體的實現方法，正在整理中…