极简Redis速成学习

redis是什么？

是一种以键值对形式存储的数据库，特点是基于内存存储，读写快，性能高，常用于缓存、消息队列等应用情境

redis的五种数据类型是什么？

分别是String、Hash、List、Set和Zset（操作命令很多这里只写部分关键的，其他查一查即可）

①String类型

redis中最基本的数据结构，key是String类型，value可以存储字符串、整型或浮点数

SET <KEY> <VALUE>    //写入
GET <KEY>    //读取

②Hash类型

在value部分提供了一个field作为value的键，因此一个Hash可以存储多个字段和对应的值，适合用来存储对象

HSET <KEY> <FIELD> <VALUE>    //写入
HGET <KEY> <FIELD>        //读取

③List类型

有序可重复，相当于LinkedList，可以从列表的两端进行插入或删除

LPUSH <KEY> <ELEMENT>    //从列表左边插入
LPOP <KEY>        //移除左侧第一个元素
右侧同理，用RPUSH和RPOP

④Set类型

无序不重复

SADD <KEY> <MEMBER>...     //添加一个或多个
SREM <KEY> <MEMBER>...     //删除一个或多个
SCARD <KEY>      //返回元素个数

⑤Zset类型

有序集合，每个元素都带有一个score属性，用score来排序

ZADD <KEY> <SCORE> <MEMBER>...     //添加一个或多个
ZREM <KEY> <MEMBER>...     //删除一个或多个
ZSCORE <KEY> <MEMBER>      //获取指定元素的score值

在Java中怎么使用redis？

我们会用RedisTemplate

使用方法：
①导入依赖

<!--Redis-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<!--连接池依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

②在application.yml中配置redis

spring:
   redis:
      host:127.0.0.1  # Redis服务器地址
      port:6379   # Redis服务器连接端口
      password:    # Redis服务器连接密码（默认为空）
      lettuce:
        pool:
          max-active:8  #最大连接
          max-idle:8  #最大空闲连接
          min-idle:0   #最小空闲连接
          max-wait:100  #连接等待时间

③在你要的文件中注入RedisTemplate

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate

④代码实例

redisTemplate.opsForValue.set(key,value);   //存
String id = redisTemplate.opsForValue.get(key);   //取
redisTemplate.delete(key);    //删除

可以在存数据的时候设置超时时间，避免因为只存出现内存不足的情况（如果不引入超时删除，就会出现redis只存不删的情况，时间长了内存会爆）

redisTemplate.opsForValue.set(key,value,超时时间,超时单位);   //存

可以给已有的键值对设置过期时间

redisTemplate.expire(key,超时时间,超时单位);

提示：key可以用 : 来分隔，这样可以清楚层级，比如 login:user:code

Redis作用

一、redis+session登录校验

二、缓存数据

优点：降低后端负端，提高读写效率和性能，更好应对高并发
以前的项目中我们是直接访问数据库，众所周知mysql的性能很差，那我们就可以引入redis作为缓存，当用户发起请求时，我们可以先去redis看看有没有对应的数据，如果有我们就直接取用，不用访问数据库了；如果没有我们才去数据库取，同时把读取到的数据写入redis，方便下一次取用

但是会有一个问题：如果redis或者mysql其中一个地方的数据发生更改，没有通知另一个，就会出现redis中的数据和数据库中的数据不一致，也就是redis和数据库的缓存一致性问题

为了解决缓存一致性问题，我们可以使用缓存更新策略

第一种是内存淘汰，就是redis中存太多了它会自动杀掉
第二种是超时剔除，就是前面的给缓存设置超时时间
第三种是主动更新，就是我们手动添加逻辑，一致性最好，但是也最麻烦
因此我们常常采用主动更新策略，里面又有三种

第一种是旁路缓存，也是最常用的方法：读操作先找缓存，没有再找数据库，然后把数据保存到缓存；写操作就是在更新数据库后删除缓存。这样操作相对最少出问题

第二种是读写穿透，将缓存和数据库整合成一个服务。调用者只需与缓存交互，读操作缓存未命中时，服务从数据库加载数据并写入缓存；写操作时，服务先更新缓存，再同步更新数据库，但是实现难一点，而且对数据库要求高

第三种是异步写回，调用者只操作缓存，然后缓存再异步更新到数据库中，有可能出现一致性问题

三、缓存穿透等问题

（1）缓存穿透

缓存穿透就是指用户请求的数据在缓存和数据库中都不存在（比如乱传一个id），那么因为缓存没有这个数据，每次请求都会打到数据库，然后数据库返回一个null；如果有人故意大量制造这样的请求，就会有大量的请求直接打到数据库，导致数据库崩溃，这就是缓存穿透问题

解决缓存穿透有主要两种方法：

① 缓存空对象，如果用户请求一个在缓存和数据库中都不存在的数据，那就缓存null值，当下一次再请求，就直接返回null。但我觉得没什么鸟用因为只要请求一直换他就要在redis一直新增缓存直接爆炸

② 布隆过滤 在请求到达缓存前，先用布隆过滤器进行判断，存在就放行，不存在就拒绝

其余方法有加强权限校验，设置限流等

（2）缓存雪崩

缓存雪崩是指同一时间大量的key失效或者redis直接宕机导致大量的请求直接打到数据库

解决方法：

① 给不同的key添加不同的TTL随机值
② 用redis集群主从机制哨兵检测主挂了就换一个从上
③ 使用多级缓存
④ 做限流

（3）缓存击穿

缓存击穿是指某些被大量访问且缓存重建复杂的热点key失效了，导致大量的请求直接打到数据库

解决方法：

①互斥锁

当大量请求来到时，只让第一个到达的线程进行缓存的重建，此时其余请求会被卡住，直到这个缓存重建完成，优点是返回的数据是准确的，缺点是性能差
对于第一个线程：获得互斥锁，进行缓存重建
对于后面的线程：获取不到互斥锁，休眠，过段时间重试

②逻辑过期

热点key永不过期，但是要设置一个过期时间的字段（不是设置过期时间）。当请求到达时会根据过期时间的字段进行判断，如果过期了，那就用互斥锁，创建一个新的线程单独负责缓存的重建，而它和其余线程直接返回当前key的数据（也就是错误的旧数据），优点是线程无需等待性能好，缺点是数据一致性差
对于第一个线程：判断缓存是否过期，如果过期，获得互斥锁，新建一个进程进行缓存重建，自己先返回旧的数据
对于后面的线程：获取不到互斥锁，直接先返回旧的数据

提示：在获取到锁后最好再进行一次判断