Redis基本知识

一、什么是Redis
Redis是一种基于内存的数据库，对数据的读写操作都是在内存中完成，因此读写速度非常快，用于存储键值对、缓存、消息队列、分布式锁等。

二、Redis和mencached的区别
相同：都是基于内存的数据库，读写都很快
不同：
1.Redis支持的数据类型更丰富（string、list、hash、set、zset）；而mencached只支持string
2.Redis支持数据的持久化，可以将内存中数据保存在磁盘中，重启的时候可以重新加载使用；mencached没有持久化功能
3.Redis原生支持集群模式

三、Redis实现持久化
1.AOF日志：Redis在执行完一条写操作命令后，把该命令以追加的方式写入到一个文件里面（先执行后写入），重启Redis时会读取该文件里的命令逐一操作来进行数据恢复
2.AOF重写机制：当AOF日志过大时，读取每一条键值对最新的操作命令记录到新的AOF文件中。相当于压缩了AOF日志。
3.RDB快照：每次执行把内存中所有的数据都记录到磁盘中，这样恢复数据的效率会比AOF高些。用save（主线程里执行）和bgsave命令。
4.混合持久化：工作在AOF日志重写的过程。新的AOF文件前半部分是RDB格式的全量数据，后半部分是AOF格式的增量数据。重启时由于前半部分是RDB全量数据所以加载速度会很快，后半部分的增量数据会使丢失的数据更少。

四、Redis实现服务高可用
1.主从复制：主服务器进行读写操作；从服务器只进行读操作；主服务器将写操作同步到从服务器
2.哨兵模式：哨兵群进行监控，当主服务器发生故障，选举出新的主服务器

五、Redis过期删除策略
1.惰性删除：数据库访问key时才检测key是否过期
2.定期删除：每隔一段时间随机从数据库中取出一定数量的key进行检查

六、Redis内存淘汰算法
1.LRU（least recently used，最近最少使用算法）：最新操作的键会被移动到表头
2.Redis采用的近似LRU算法：在Redis对象结构体中添加一个额外字段来记录此数据的最后一次访问时间，使用随机采样的方式淘汰数据

七、Redis的三大缓存问题
1.缓存雪崩：大量数据同时过期，或Redis故障宕机，大量请求直接访问数据库导致数据库压力骤增
解决方法：
（1）均匀设置过期时间
（2）设置互斥锁。访问到过期数据，在对其进行缓存重构时加锁（锁要设置超时时间避免阻塞）。未能获得互斥锁的要么等待要么返回默认值或空值
（3）后台更新缓存
（4）服务器熔断或请求限流
（5）构建高可用的Redis主从集群
2.缓存击穿：频繁被访问的热点数据过期了，也会导致大量请求直接访问数据库
解决方法：
（1）互斥锁
（2）后台更新缓存
3.缓存穿透：数据在缓存和数据库里都没有。缓存里找不到->访问数据库->数据库找不到无法重构缓存
解决方法：
（1）限制非法请求
（2）设置空值或默认值，后续请求得到该值后不会继续访问数据库
（3）使用布隆过滤器（位图+哈希函数）。写入数据库数据时用布隆过滤器做标记，缓存失效后去布隆过滤器里快速判断数据是否存在。这样请求只会访问混存和布隆过滤器

八、Redis保证数据库和缓存一致性
先更新数据库，再删除缓存。并用以下两种方法异步操作缓存
1.重试机制：引入消息队列记录删除缓存的操作。删除缓存失败的话可以从消息队列中读数据重试删除操作
2.订阅MySQL binlog：更新数据库的时候产生一条日志记录在binlog里，通过订阅binlog日志拿到具体要操作的数据再去删除缓存

参考文档：小林coding图解Redis