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什么是缓存

使用redis作为缓存

缓存的更新策略

通用的淘汰策略

redis内置的淘汰策略

缓存预热

缓存穿透

缓存雪崩

缓存击穿

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什么是缓存

缓存(cache)是计算机中一个经典的概念,在很多的场景中都会涉及到.

核心思路就是把一些常用的数据放到触手可及(访问速度更快)的地方,方便随时读取.

对于计算机来说,往往访问速度越快的设备,成本越高,存储空间越小.

因此,缓存是更快了,但是空间上往往是不足的.所以大部分的时候,缓存只存放一些热点数据(频繁访问的数据).

二八定律:20%的热点数据能够应对80%的访问场景,因此只需要把这少量的热点数据缓存起来,就可以应对大多数的场景,从而整体上有明显的性能提升.

使用redis作为缓存

我们通常使用redis来作为数据库(mysql)等的缓存.

数据库是非常重要的组件,在绝大部分商业项目中都会使用到,并且mysql的速度又比较慢,所以就可以使用redis来作为mysql的缓存.

因为mysql等数据库的效率比较低,所以承担的并发量有限,一旦请求的数量多了,数据库的压力就会很大,甚至很容易宕机.

redis就像是一个护盾一样,保护着mysql.

客户端访问业务服务器,发起查询请求,业务服务器会先查询redis,查看想要的数据是否在redis中存在,如果在redis中存在了,就直接返回,此时就不必访问mysql了;如果在redis中不存在,在去查询mysql.

根据二八定律,只需要在redis中存放20%的热点数据,就可以使80%的请求不在真正的查询mysql,从而大大提高整体的访问效率,降低数据库的压力.

需要注意的是:缓存是用来加快读操作的速度的,如果写操作,还是要写进数据库,此时缓存并不能提高性能.

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缓存的更新策略

如何知道redis中应该存储哪些数据,如何知道哪些数据是热点数据呢?

1.定期生成

每隔一定的周期(比如一天/一周/一个月),对于访问的数据频次进行统计,挑选出访问频次最高的前N%的数据.

优点:实现起来比较简单,过程更加可控,方便排查问题.

缺点:实时性不够,如果出现一些突发性事件,有一些本来不是热点的数据变成了热点数据,那么新的热点数据可能会给数据库带来较大的压力.

2.实时生成

先给缓存设定容量上限(可以通过redis配置文件的maxmemory参数设定).

接下来用户的每次查询,如果在redis中查到了,就直接返回,如果redis中不存在,就从数据库查,同时把查到的结果也写入redis.

如果缓存满了,就会触发内存淘汰策略,把一些相对不那么热门的数据淘汰掉.

按照上述过程,持续一段事件之后,redis内部的数据自然就是热门数据了.

通用的淘汰策略

FIFO(first in first out)

先进先出,把缓存中存在时间最久的,也就是先来的数据,淘汰掉.

LRU(least recently used)

淘汰最久未使用的,记录每个key的最近访问时间,把最近访问时间最老的key淘汰掉.

LFU(least frequently used)

淘汰访问次数最少的,记录每个key最近一段时间的访问次数,把访问次数最少的淘汰掉.

Random

随机淘汰,从所有的key中随机抽取淘汰掉.

上述的淘汰策略,可以自己实现,redis也提供了内置的淘汰策略,供我们直接使用.

redis内置的淘汰策略