redis功能点

一、redis简介

概述 Redis 是速度非常快的非关系型（NoSQL）内存键值数据库，可以存储键和五种不同类型的值之间的映射。键的类型只能为字符串，值支持五种数据类型：字符串、列表、集合、散列表、有序集合。

Redis 支持很多特性，例如将内存中的数据持久化到硬盘中，使用复制来扩展读性能，使用分片来扩展写性能。

二、redis支持的数据类型

三、redis持久化

redis是内存非关系型数据库，如果不将内存中的数据保存到磁盘中，一旦服务器宕机或者重启，数据也将会丢失，所以redis也提供了持久化的功能特性。

RDB(Redis DataBase)

什么是RDB？

在主从复制中，rdb就是备用了，从机上面！

RDB持久化方式：redis会在指定的时间间隔内，将内存中的数据集快照（Snapshot快照）写入磁盘中，服务器重启或者宕机恢复时redis将快照文件直接读到内存中。

Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入一个临时文件中，待持久化过程都结束了，在用这个临时文件替换上次持久化好的文件。整个过程中，主进程是不进行任何的IO操作的，这是确保了极高的性能。如果需要进行大规模数据的恢复，且对数据恢复的完整性不是非常敏感，那么RDB方式要比AOF凡是更高效。RDB方式的缺点就是最后一次的数据可能丢失。

生产环境我们会将这个文件进行备份！

==rdb保存的文件时dump.rdb==，都是在redis.conf配置文件中配置的。

触发机制

save规则满足的情况下，会触发rdb规则
执行flushall命令，也会触发rdb规则
退出redis,也会触发rdb规则，生成rdb文件

备份就会自动生成一个dump.rdb

如何恢复rdb文件

1、只需要将rdb文件放在redis的启动目录就可以，redis启动的时候会自动检查dump.rdb文件恢复其中的数据。

2、查看需要存放的位置

优点、缺点

优点：

1、适合大规模的数据恢复。

2、对数据的完整性要求不高。

缺点：

1、需要一定的时间间隔进行操作，如果redis宕机，最后一次修改的数据丢失。

2、fork进程的时候，会占用一定的内容空间。

AOF(Append Only File)

说白了就是将所有的执行命令记录下来，history,恢复的时候就把这个文件全部执行一遍！

什么是AOF？

AOF持久化方式：以日志的形式记录下来每个写操作，将Redis执行过的所有指令记录下来（读操作不记录），只许追加文件但不可以改写文件，redis启动之初会读取该文件重新构建数据，换言之，redis恢复时会重新将文件中所有的命令执行一遍，以完成数据的恢复。

==Aof保存的是appendonly.aof==

append

默认是不开启的，需要手动配置！默认每秒执行一次！将上图中的 appendonly no 修改为 appendonly yes就开启了aof持久化方式。重启redis生效！

如果这个aof文件有错误，这个时候redis是启动不起来的，我们需要修复这个aof文件，redis给我们提供了一个文件错误检查和修复的工具 ==redis-check-aof --fix==

如果文件正常，重启就可以直接恢复！

重写规则说明

如果aof文件大于64M，太大了！fork一个新的进程来将我们的文件进行重写！

优点、缺点

优点：

1、每次修改都同步，文件的完整性会更好！

2、每秒同步一次，可能会丢失一秒的数据!

3、从不同步，效率更高

缺点：

1、相对于数据文件来说，aof远远大于rdb,修复的速度也比rdb慢！

2、aof运行效率也要比rdb慢，因为要进行io操作，所以redis默认配置的是rdb持久化！

扩展：

1、RDB 持久化方式能够在指定的时间间隔内对数据进行快照存储。

2、AOF 持久化方式记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据, AOF命令以Redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾, Redis还能对AOF文件进行后台重写.使得AOF文件的体积不至于过大。

3、只做缓存,如果只希望数据在服务器运行的时候存在,你也可以不使用任何持久化。

4、同时开启两种持久化方式。

● 在这种情况下,当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整。

● RDB的数据不实时,同时使用两者时服务器重启也只会找AOF文件,那要不要只使用AOF呢?作者建议不要,因为RDB更适合用于备份数据库( AOF在不断变化不好备份) , 快速重启,而且不会有AOF可能潜在的Bug，留着作为一个万- -的手段。

5.性能建议

● 因为RDB文件只用作后备用途,建议只在Slave.上持久化RDB文件,而且只要15分钟备份一次就够了,只保留save 900 1这条规则。

● 如果Enable AOF ,好处是在最恶劣情况下也只会丢失不超过两秒数据,启动脚本较简单只load自己的AOF文件就可以了,代价是带来了持续的I0 ,二是AOF rewrite的最后将rewrite 过程中产生的新数据写到新文件造成的阻塞几乎是不可避免的。只要硬盘许可，应该尽量减少AOF rewrite的频率。AOF重写的基础大小默认值64M太小了可以设到5G以上默认超过原大小100%大小重写可以改到适当的数值。

● 如果不Enable AOF , 仅靠Master-Slave Repllcation实现高可用性也可以。能省掉一大笔IO ,也减少了rewrite时带来的系统波动。代价是如果Master/Slave 同时倒掉,会丢失十几分钟的数据,启动脚本也要比较两个Master/Slave中的RDB文件,载入较新的那个,微博就是这种架构。

四、redis发布订阅

Redis 发布订阅（pub/sub）是一种==消息通信模式==：发送者（pub）发送消息，订阅者（sub）接收消息。实例：微信、微博、关注系统！

Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

订阅/发布消息图：

下图展示了频道channel1,以及订阅该频道的三个客户端 -- client1、client2、client3之间的关系：

命令

这些命令被广泛用于构建即时通讯应用，比如网络聊天室和实施广播、实时提醒等。

测试

订阅端：

127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE ks
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "ks"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "ks"
3) "12121313131"
1) "message"
2) "ks"
3) "1q2weeee"

发布端：

127.0.0.1:6379> PUBLISH ks "12121313131"
(error) NOAUTH Authentication required.
127.0.0.1:6379> auth 123456
OK
127.0.0.1:6379> PUBLISH ks "12121313131"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PUBLISH ks 1q2weeee

原理

Redis是使用C实现的,通过分析Redis源码里的pubsub.c文件，了解发布和订阅机制的底层实现,籍此加深对Redis的理解。

Redis通过PUBLISH、SUBSCRIBE 和PSUBSCRIBE等命令实现发布和订阅功能。

通过SUBSCRIBE命令订阅某频道后, redis-server 里维护了一一个字典,字典的键就是一个个channel , 而字典的值则是一个链表,链表中保存了所有订阅这个channel的客户端。SUBSCRIBE 命令的关键,就是将客户端添加到给定channel的订阅链表中。

通过PUBLISH命令向订阅者发送消息, redis-server 会使用给定的频道作为键,在它所维护的channel字典中查找记录了订阅这个频道的所有客户端的链表,遍历这个链表,将消息发布给所有订阅者。

Pub/Sub从字面上理解就是发布( Publish )与订阅( Subscribe) , 在Redis中,你可以设定对某- -个key值进行消息发布及消息订阅，当一个key值上进行了消息发布后,所有订阅它的客户端都会收到相应的消息。这一功能最明显的用法就是用作实时消息系统，比如普通的即时聊天,群聊等功能。

使用场景：

1、实时消息系统

2、实时聊天（频道当作聊天室，将消息回显给所有人即可）

3、订阅、关注系统

稍微复杂的场景需要采用消息中间件实现。

五、redis主从复制

概念

主从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(master/leader) ,后者称为从节点(slave/follower) ;

==数据的复制是单向的,只能由主节点到从节点。Master以写为主, Slave以读为主。==

默认情况下,每台Redis服务器都是主节点;且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点) ,但一个从节点只能有一一个主节点。

主从复制的作用主要包括:

1、数据冗余: 主从复制实现了数据的热备份,是持久化之外的一种数据冗余方式。

2、故障恢复: 当主节点出现问题时,可以由从节点提供服务,实现快速的故障恢复;实际，上是一种服务的冗余。

3、负载均衡: 在主从复制的基础上,配合读写分离,可以由主节点提供写服务,由从节点提供读服务(即写Redis数据时应用连接主节点,读Redis数据时应用连接从节点) , 分担服务器负载;尤其是在写少读多的场景下,通过多个从节点分担读负载,可以大大提高Redis服务器的并发量。

4、高可用（集群）基石:除了上述作用以外,主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础,因此说主从复制是Redis高可用的基础。

一般来说，要将Redis运用于工程项目中,只使用一台Redis是万万不能的,原因如下:

1、从结构上,单个Redis服务器会发生单点故障,并且一台服务器需要处理所有的请求负载,压力较大;

2、从容量上，单个Redis服务器内存容量有限,就算一台Redis服务器内存容量为256G ,也不能将所有内存用作Redis存储内存；

一般来说，单台Redis最大使用内存不应该超过20G。

电商网站上的商品，一般都是一次上传，无数次浏览的，也就是读多写少。

对于这种场景，我们可以采用如下的架构：

主从复制，读写分离，80%的情况下都是在进行读操作，减缓服务器的压力，架构中经常使用。一主二从是最小主从架构！

项目中建议采用主从复制！

环境配置

只配置从库，不配置主库

127.0.0.1:6379> info replication  ## 查看当前库的信息
# Replication
role:master	## 角色 master
connected_slaves:0  ## 没有从机
master_replid:e94af554391d27e3b2b4349cc991c0175ee7ee36
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

复制3个配置文件，然后修改对应的信息

1、端口

2、pid名字

3、log名称

4、dump.rdb名称

**注意：**如果主机设置了密码，从机的配置文件需要配置主机的密码，例如：masterauth 123456

修改配置文件完成后，启动四个redis服务

一主三从配置例子（采用命令方式配置，实际工作中要采用配置文件配置方式）

==默认情况下，每台redis服务器都是主节点==，一般情况下只需要配置从机就好了。

主：79 从：80、81、82

slaveof host  port  ## 例如 slaveof 192.168.64.133 6379

进入到80的redis-cli

[root@localhost redis]# ./redis-4.0.6/src/redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> auth 123456  ## 因为设置了密码，所以先认证，在操作
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379

查看主从信息

127.0.0.1:6380> info replication  ## 执行查看主从信息
# Replication
role:slave    ## 当前节点角色为从节点
master_host:127.0.0.1    ## 主节点ip
master_port:6379		 ## 主节点端口
master_link_status:down
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:1
master_link_down_since_seconds:1631778770
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:e2662f39102f6e88297e4a094720561a92208898
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

其他从节点依次如上操作即可

回到主节点6379查看主从信息：

127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:3
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=42,lag=0
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=42,lag=1
slave2:ip=127.0.0.1,port=6382,state=online,offset=42,lag=1
master_replid:ec660e4e775ad673b60ce9028ddcab0cf7f391cc
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:42
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:42

主从配置注意

主从配置时要在配置文件配置，这样才不会随着服务重启而导致配置丢失，而不是如上述采用命令方式配置。

如上图所示，在从机的配置文件中做如上配置即可。

细节

主机写操作，从机读操作！！

测试：

127.0.0.1:6379> set k1 v1  ## 主机设置一个键值
OK

127.0.0.1:6380> keys *  ## 从机查看键值
1) "k1"

127.0.0.1:6381> keys *  ## 从机查看键值
1) "k1"

127.0.0.1:6382> keys * ## 从机查看键值
1) "k1"

如果在从机进行写操作会报错：

127.0.0.1:6382> set k2 v2
(error) READONLY You can't write against a read only slave.

存在的问题

如上述配置，如果主机6379宕机了，那么从机配置的主机信息还是6379的信息，无法进行写操作，需要手动配置切换主机。也就是说没有主机自动选举功能的。

手动处理主机

如果主机断开连接了，可以使用slaveof no one 让自身变为主机，其他的节点就可以手动连接到最新的主节点！

复制原理

slave 启动成功连接到master后会发一个sync同步命令。

master 接到命令后，启动后台的存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令，在后台进程执行完毕之后，master将传送整个数据文件到slave,并完成一次完全同步。

==全量复制==：slave服务在接收到数据文件数据后，将其存盘并加载到内存中。
==增量复制==：master继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave,完成同步。

但是只要是==重连==master,一次完全同步（全量复制）将自动执行。

六、redis哨兵模式

(自动选举主节点模式)

概述

主从切换技术的方法是：当主服务器宕机以后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这是需要人工干预的，费时费力，还会造成一段时间内服务不可用，这是一种很不好的方法，更多时候，我们需要考虑哨兵模式。redis从2.8开始正式提供了Sentinel（哨兵）架构来解决这个问题。

实现后台监控主机是否发生故障，如果故障了根据投票数自动将从节点转换为主节点。

哨兵模式是一种特殊的模式，首先redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例。

这里哨兵有两个作用：

通过发送命令，让redis服务器返回响应，监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。
当哨兵检测到master宕机，会自动将slave切换成为master,然后通过**==发布订阅==**通知其他从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

然而一个哨兵进程对redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多少兵模式。

假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果有一个哨兵发起，进行failover（故障转移）操作，切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主服务器，这个过程称为客观下线。

配置哨兵

1、配置哨兵配置文件sentinel.conf

# sentinel monitor [被监控的服务器名称host] [port] 1
sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1

# sentinel auth-pass [masterName]  [password]
sentinel auth-pass myredis 123456

最后的数字1表示主节点宕机，从节点投票看让谁接替成为主机，票数多的就切换成为主节点。

2、启动哨兵

./redis-4.0.6/src/redis-sentinel  ./redis-4.0.6/sentinelconfig/sentinel.conf

4960:X 16 Sep 20:21:02.538 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
4960:X 16 Sep 20:21:02.539 # Redis version=4.0.6, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=4960, just started
4960:X 16 Sep 20:21:02.539 # Configuration loaded
4960:X 16 Sep 20:21:02.541 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024).
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 4.0.6 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                   
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in sentinel mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 4960
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io        
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

4960:X 16 Sep 20:21:02.544 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
4960:X 16 Sep 20:21:02.546 # Sentinel ID is b212a965b1d99373c9963b5a0b7edf7edfb30ca5
4960:X 16 Sep 20:21:02.546 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 2
4960:X 16 Sep 20:21:02.547 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
4960:X 16 Sep 20:21:02.550 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
4960:X 16 Sep 20:21:02.552 * +slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ myredis 127.0.0.1 6379

测试

1、把主节点6379 SHUTDOWN

127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected> exit
[root@localhost redis]#

2、观察setinel服务的控制台变化

5290:X 16 Sep 20:35:31.837 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
5290:X 16 Sep 20:35:31.840 # Sentinel ID is ff7b0e56034455e17d90c8e1fb17dcc2571c805b
5290:X 16 Sep 20:35:31.840 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
5290:X 16 Sep 20:35:31.842 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:35:31.844 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:35:31.846 * +slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.792 # +sdown master myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.792 # +odown master myredis 127.0.0.1 6379 #quorum 1/1
5290:X 16 Sep 20:36:43.792 # +new-epoch 1
5290:X 16 Sep 20:36:43.792 # +try-failover master myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.797 # +vote-for-leader ff7b0e56034455e17d90c8e1fb17dcc2571c805b 1
5290:X 16 Sep 20:36:43.797 # +elected-leader master myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.797 # +failover-state-select-slave master myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.866 # +selected-slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.866 * +failover-state-send-slaveof-noone slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:43.941 * +failover-state-wait-promotion slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:44.922 # +promoted-slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:44.922 # +failover-state-reconf-slaves master myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:44.971 * +slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:45.764 * +slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:45.764 * +slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:45.829 * +slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:46.822 * +slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:46.822 * +slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ myredis 127.0.0.1 6379
5290:X 16 Sep 20:36:46.879 # +failover-end master myredis 127.0.0.1 6379
### 此处进行了主节点的切换
5290:X 16 Sep 20:36:46.880 # +switch-master myredis 127.0.0.1 6379 127.0.0.1 6380  
5290:X 16 Sep 20:36:46.881 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6380
5290:X 16 Sep 20:36:46.881 * +slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ myredis 127.0.0.1 6380

3、查看6380节点状态

127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master     ### 6380节点已经变成了主节点
connected_slaves:2    ## 从节点有6381、6382两个
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=20802,lag=1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6382,state=online,offset=20802,lag=1
master_replid:9fb64c7537820a99e3f944a55587384258980466
master_replid2:fcf88beb89daffc4efe650e1fcf23f998c4e19bb
master_repl_offset:20934
second_repl_offset:6348
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:20934

以上证明哨兵起了切换主节点的作用。

注意：如果之前的主节点重新上线后，只能归并到新的主节点下，当作从节点，这就是哨兵模式的规则。

哨兵模式

优点：

1、哨兵集群，基于主从复制模式，所有的主从配置优点，它全有。

2、主从切换，故障可以转移，系统的可用性就会更好。

3、哨兵模式就是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮。

缺点：

1、redis 不好在线扩容，集群一旦达到上线，在线扩容就十分麻烦。

2、实现哨兵模式的配置很麻烦，里面有很多选择。

七、redis缓存穿透、雪崩、击穿

服务的高可用问题！！

redis缓存的使用，极大的提升了应用程序的性能和效率，特别是数据查询方面。但是同时，它也带来一些问题。其中，就是数据一致性问题，从严格的意义来讲，这个问题无解。如果对数据的一致性要求很高，那么就不要使用缓存。

另外的一些问题时是：缓存穿透、缓存雪崩和缓存击穿。目前，业界也都有比较流行的解决方案。

缓存穿透（查不到）

概念

缓存穿透是指用户查询一个数据的时候，发现redis缓存没有，也就是没有命中，于是向持久层数据库查询。发现也没有，于是本次查询失败，当用户很多的时候，缓存都没有命中，于是请求都去请求持久层数据库。这会给数据库造成很大的压力，这时候相当于出现了缓存穿透。

解决方案

布隆过滤器

布隆过滤器是指一种数据结构，对所有可能查询的参数以hash形式存储，在控制层进行校验，不符合则丢弃，从而避免了对底层存储的查询压力。

缓存空对象

当缓存以及数据库中都没有命中后，即使返回空对象也将其存储起来，同时会设置一个过期时间，之后在访问这个数据将从缓存中获取，保护了数据库。

但是这样也产生了一些问题：

1、如果空值能够被缓存起来，这意味着缓存需要更多的空间储存更多的键，因为这当中会有很多的空值的键。

2、即使对控空值设置了过期时间，还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，这对于数据一致性的业务有影响。

缓存击穿（量太大，缓存过期）

概念

这里需要注意的和缓存穿透的区别，缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的扛大并发，大并发集中对这个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就击穿缓存，直接请求数据库，就像在屏障上凿开了一个洞。

当某个key在过期的瞬间，有大量的请求并发访问，这类数据一般是热点数据，由于缓存过期，会同时访问数据库查询最新的数据，并且回写缓存，会导致数据库瞬间压力过大。

解决方案

设置热点数据永远不过期

从缓存层面来看，由于没有设置过期时间，所以不会出现热点过期后产生的问题。

加互斥锁

加互斥锁：使用分布式锁，保证对于每个key同时只有一个线程去查询后台服务，其他线程没有得到分布式锁的权限，因此只需要等待即可。这种方式将高并发的压力转移到了分布式锁，因此对分布式锁的考验很大。

缓存雪崩

概念

缓存雪崩，指的是在某一个时间段，缓存集中过期失效。或者redis宕机。

产生雪崩的原因之一，比如马上双十一零点，准备抢购，这波商品时间比较集中的放入了缓存，假设缓存一个小时。那么到了凌晨一点的时候，这批商品的缓存就都过期了，而对这批商品的访问查询，都落到了数据库上，所以对数据库而言，就产生周期性的压力波峰。于是所有的请求都会达到存储层，存储层的调用量会暴增，造成存储层也会挂掉的情况。

其实集中过期，倒不是非常致命，比较致命的是缓存雪崩，是缓存服务器的某个节点宕机或者断网。因为自然形成的雪蹦，一定是在某个时间段集中创建缓存，这个时候，数据库也是可以顶住压力的。无非就是周期性的对数据库产生压力而已。而缓存服务器节点的宕机，都会数据库服务器造成的压力是不可预知的，很可能瞬间把数据库压垮。