还不懂Redis?看完这个故事就明白了!

轩辕之风 2020-11-07 20:15:09
redis 不懂 看完 还不 故事


我是Redis

你好,我是Redis,一个叫Antirez的男人把我带到了这个世界上。

说起我的诞生,跟关系数据库MySQL还挺有渊源的。

在我还没来到这个世界上的时候,MySQL过的很辛苦,互联网发展的越来越快,它容纳的数据也越来越多,用户请求也随之暴涨,而每一个用户请求都变成了对它的一个又一个读写操作,MySQL是苦不堪言。尤其是到“双11”、“618“这种全民购物狂欢的日子,都是MySQL受苦受难的日子。

据后来MySQL告诉我说,其实有一大半的用户请求都是读操作,而且经常都是重复查询一个东西,浪费它很多时间去进行磁盘I/O。

后来有人就琢磨,是不是可以学学CPU,给数据库也加一个缓存呢?于是我就诞生了!

出生不久,我就和MySQL成为了好朋友,我们俩常常携手出现在后端服务器中。

应用程序们从MySQL查询到的数据,在我这里登记一下,后面再需要用到的时候,就先找我要,我这里没有再找MySQL要。

为了方便使用,我支持好几种数据结构的存储:

  • String

  • Hash

  • List

  • Set

  • SortedSet

  • Bitmap

  • ······

因为我把登记的数据都记录在内存中,不用去执行慢如蜗牛的I/O操作,所以找我要比找MySQL要省去了不少的时间呢。

可别小瞧这简单的一个改变,我可为MySQL减轻了不小的负担!随着程序的运行,我缓存的数据越来越多,有相当部分时间我都给它挡住了用户请求,这一下它可乐得清闲自在了!

有了我的加入,网络服务的性能提升了不少,这都归功于我为数据库挨了不少枪子儿。

缓存过期 && 缓存淘汰

不过很快我发现事情不妙了,我缓存的数据都是在内存中,可是就算是在服务器上,内存的空间资源还是很有限的,不能无节制的这么存下去,我得想个办法,不然吃枣药丸。

不久,我想到了一个办法:给缓存内容设置一个超时时间,具体设置多长交给应用程序们去设置,我要做的就是把过期了的内容从我里面删除掉,及时腾出空间就行了。

超时时间有了,我该在什么时候去干这个清理的活呢?

最简单的就是定期删除,我决定100ms就做一次,一秒钟就是10次!

我清理的时候也不能一口气把所有过期的都给删除掉,我这里面存了大量的数据,要全面扫一遍的话那不知道要花多久时间,会严重影响我接待新的客户请求的!

时间紧任务重,我只好随机选择一部分来清理,能缓解内存压力就行了。

 

就这样过了一段日子,我发现有些个键值运气比较好,每次都没有被我的随机算法选中,每次都能幸免于难,这可不行,这些长时间过期的数据一直霸占着不少的内存空间!气抖冷!

我眼里可揉不得沙子!于是在原来定期删除的基础上,又加了一招:

那些原来逃脱我随机选择算法的键值,一旦遇到查询请求,被我发现已经超期了,那我就绝不客气,立即删除。

这种方式因为是被动式触发的,不查询就不会发生,所以也叫惰性删除!

可是,还是有部分键值,既逃脱了我的随机选择算法,又一直没有被查询,导致它们一直逍遥法外!而于此同时,可以使用的内存空间却越来越少。

而且就算退一步讲,我能够把过期的数据都删除掉,那万一过期时间设置的很长,还没等到我去清理,内存就吃满了,一样要吃枣药丸,所以我还得想个办法。

我苦思良久,终于憋出了个大招:内存淘汰策略,这一次我要彻底解决问题!

我提供了8种策略供应用程序选择,用于我遇到内存不足时该如何决策:

  • noeviction:返回错误,不会删除任何键值

  • allkeys-lru:使用LRU算法删除最近最少使用的键值

  • volatile-lru:使用LRU算法从设置了过期时间的键集合中删除最近最少使用的键值

  • allkeys-random:从所有key随机删除

  • volatile-random:从设置了过期时间的键的集合中随机删除

  • volatile-ttl:从设置了过期时间的键中删除剩余时间最短的键

  • volatile-lfu:从配置了过期时间的键中删除使用频率最少的键

  • allkeys-lfu:从所有键中删除使用频率最少的键

有了上面几套组合拳,我再也不用担心过期数据多了把空间撑满的问题了~

缓存穿透 && 布隆过滤器

我的日子过的还挺舒坦,不过MySQL大哥就没我这么舒坦了,有时候遇到些烦人的请求,查询的数据不存在,MySQL就要白忙活一场!不仅如此,因为不存在,我也没法缓存啊,导致同样的请求来了每次都要去让MySQL白忙活一场。我作为缓存的价值就没得到体现啦!这就是人们常说的缓存穿透。

 

 这一来二去,MySQL大哥忍不住了:“唉,兄弟,能不能帮忙想个办法,把那些明知道不会有结果的查询请求给我挡一下”

这时我想到了我的另外一个好朋友:布隆过滤器

我这位朋友别的本事没有,就擅长从超大的数据集中快速告诉你查找的数据存不存在(悄悄告诉你,我的这位朋友有一点不靠谱,它告诉你存在的话不能全信,其实有可能是不存在的,不过它他要是告诉你不存在的话,那就一定不存在)。

 

如果你对我这位朋友感兴趣的话,可以看看这里《白话布隆过滤器BloomFilter》

我把这位朋友介绍给了应用程序,不存在的数据就不必去叨扰MySQL了,轻松帮忙解决了缓存穿透的问题。

缓存击穿 && 缓存雪崩

这之后过了一段时间太平日子,直到那一天···

有一次,MySQL那家伙正优哉游哉的摸鱼,突然一大堆请求给他怼了过去,给他打了一个措手不及。

一阵忙活之后,MySQL怒气冲冲的找到了我,“兄弟,咋回事啊,怎么一下子来的这么猛”

我查看了日志,赶紧解释到:“大哥,实在不好意思,刚刚有一个热点数据到了过期时间,被我删掉了,不巧的是随后就有对这个数据的大量查询请求来了,我这里已经删了,所以请求都发到你那里来了”

“你这干的叫啥事,下次注意点啊”,MySQL大哥一脸不高兴的离开了。

这一件小事我也没怎么放在心上,随后就抛之脑后了,却没曾想几天之后竟捅了更大的篓子。

那一天,又出现了大量的网络请求发到了MySQL那边,比上一次的规模大得多,MySQL大哥一会儿功夫就给干趴下了好几次!

等了好半天这一波流量才算过去,MySQL才缓过神来。

“老弟,这一次又是什么原因?”,MySQL大哥累的没了力气。

“这一次比上一次更不巧,这一次是一大批数据几乎同时过了有效期,然后又发生了很多对这些数据的请求,所以比起上一次这规模更大了”

MySQL大哥听了眉头一皱,“那你倒是想个办法啊,三天两头折磨我,这谁顶得住啊?”

“其实我也很无奈,这个时间也不是我设置的,要不我去找应用程序说说,让他把缓存过期时间设置的均匀一些?至少别让大量数据集体失效”

“走,咱俩一起去”

后来,我俩去找应用程序商量了,不仅把键值的过期时间随机了一下,还设置了热点数据永不过期,这个问题缓解了不少。哦对了,我们还把这两次发生的问题分别取了个名字:缓存击穿和缓存雪崩。

我们终于又过上了舒适的日子···

彩蛋

那天,我正在努力工作中,不小心出了错,整个进程都崩溃了。

当我再次启动后,之前缓存的数据全都没了,暴风雨似的请求再一次全都怼到了MySQL大哥那里。

唉,要是我能够记住崩溃前缓存的内容就好了···

预知后事如何,请关注后续精彩······

往期TOP5文章

CPU明明8个核,网卡为啥拼命折腾一号核?

因为一个跨域请求,我差点丢了饭碗

完了!CPU一味求快出事儿了!

哈希表哪家强?几大编程语言吵起来了!

一个HTTP数据包的奇幻之旅

 

版权声明
本文为[轩辕之风]所创,转载请带上原文链接,感谢
https://www.cnblogs.com/xuanyuan/p/13665170.html

  1. 【计算机网络 12(1),尚学堂马士兵Java视频教程
  2. 【程序猿历程,史上最全的Java面试题集锦在这里
  3. 【程序猿历程(1),Javaweb视频教程百度云
  4. Notes on MySQL 45 lectures (1-7)
  5. [computer network 12 (1), Shang Xuetang Ma soldier java video tutorial
  6. The most complete collection of Java interview questions in history is here
  7. [process of program ape (1), JavaWeb video tutorial, baidu cloud
  8. Notes on MySQL 45 lectures (1-7)
  9. 精进 Spring Boot 03:Spring Boot 的配置文件和配置管理,以及用三种方式读取配置文件
  10. Refined spring boot 03: spring boot configuration files and configuration management, and reading configuration files in three ways
  11. 精进 Spring Boot 03:Spring Boot 的配置文件和配置管理,以及用三种方式读取配置文件
  12. Refined spring boot 03: spring boot configuration files and configuration management, and reading configuration files in three ways
  13. 【递归,Java传智播客笔记
  14. [recursion, Java intelligence podcast notes
  15. [adhere to painting for 386 days] the beginning of spring of 24 solar terms
  16. K8S系列第八篇(Service、EndPoints以及高可用kubeadm部署)
  17. K8s Series Part 8 (service, endpoints and high availability kubeadm deployment)
  18. 【重识 HTML (3),350道Java面试真题分享
  19. 【重识 HTML (2),Java并发编程必会的多线程你竟然还不会
  20. 【重识 HTML (1),二本Java小菜鸟4面字节跳动被秒成渣渣
  21. [re recognize HTML (3) and share 350 real Java interview questions
  22. [re recognize HTML (2). Multithreading is a must for Java Concurrent Programming. How dare you not
  23. [re recognize HTML (1), two Java rookies' 4-sided bytes beat and become slag in seconds
  24. 造轮子系列之RPC 1:如何从零开始开发RPC框架
  25. RPC 1: how to develop RPC framework from scratch
  26. 造轮子系列之RPC 1:如何从零开始开发RPC框架
  27. RPC 1: how to develop RPC framework from scratch
  28. 一次性捋清楚吧,对乱糟糟的,Spring事务扩展机制
  29. 一文彻底弄懂如何选择抽象类还是接口,连续四年百度Java岗必问面试题
  30. Redis常用命令
  31. 一双拖鞋引发的血案,狂神说Java系列笔记
  32. 一、mysql基础安装
  33. 一位程序员的独白:尽管我一生坎坷,Java框架面试基础
  34. Clear it all at once. For the messy, spring transaction extension mechanism
  35. A thorough understanding of how to choose abstract classes or interfaces, baidu Java post must ask interview questions for four consecutive years
  36. Redis common commands
  37. A pair of slippers triggered the murder, crazy God said java series notes
  38. 1、 MySQL basic installation
  39. Monologue of a programmer: despite my ups and downs in my life, Java framework is the foundation of interview
  40. 【大厂面试】三面三问Spring循环依赖,请一定要把这篇看完(建议收藏)
  41. 一线互联网企业中,springboot入门项目
  42. 一篇文带你入门SSM框架Spring开发,帮你快速拿Offer
  43. 【面试资料】Java全集、微服务、大数据、数据结构与算法、机器学习知识最全总结,283页pdf
  44. 【leetcode刷题】24.数组中重复的数字——Java版
  45. 【leetcode刷题】23.对称二叉树——Java版
  46. 【leetcode刷题】22.二叉树的中序遍历——Java版
  47. 【leetcode刷题】21.三数之和——Java版
  48. 【leetcode刷题】20.最长回文子串——Java版
  49. 【leetcode刷题】19.回文链表——Java版
  50. 【leetcode刷题】18.反转链表——Java版
  51. 【leetcode刷题】17.相交链表——Java&python版
  52. 【leetcode刷题】16.环形链表——Java版
  53. 【leetcode刷题】15.汉明距离——Java版
  54. 【leetcode刷题】14.找到所有数组中消失的数字——Java版
  55. 【leetcode刷题】13.比特位计数——Java版
  56. oracle控制用户权限命令
  57. 三年Java开发,继阿里,鲁班二期Java架构师
  58. Oracle必须要启动的服务
  59. 万字长文!深入剖析HashMap,Java基础笔试题大全带答案
  60. 一问Kafka就心慌?我却凭着这份,图灵学院vip课程百度云