Redis

Sun, 25 Oct 2026 17:18:58 +0800

一、Redis三大件

1.1 缓存穿透

在用户访问数据的时候，这个数据既不在缓存也不再数据库，就会导致这个请求哪里都没打中，直接穿透了这两层数据库，当有大量这样的数据到达的时候就会导致数据库压力增大。

布隆过滤器：利用一个位数组和多个哈希函数，快速判断一个元素是绝对不存在还是可能存在于数据库中。
接口层参数校验：最基本的防线，在网关或API入口处，对请求参数进行合法性检查，例如检查ID的格式、范围、类型是否符合预期。
黑名单：对于已知的恶意用户ID、IP或异常key，可以将其维护在一个Redis Set或独立的黑名单列表中。
缓存空值：当数据库查询结果为空时，程序不直接返回，而是向Redis中写入一个特殊标记的值（如空字符串""或"NULL"），并为其设置一个较短的过期时间（TTL），例如30秒到5分钟。
互斥锁：当缓存未命中时，不是所有请求都一窝蜂去查数据库，而是通过分布式锁（基于Redis SETNX实现）来控制，只允许一个请求去数据库查询并回填缓存，其他请求则短暂等待后重试读取缓存。必须设置锁超时：防止拿到锁的请求崩溃，导致锁永不释放，形成死锁。等待策略：未抢到锁的请求重试次数或等待时间需要设上限，避免线程长时间阻塞。
限流与熔断降级：在系统层面配置限流规则（如基于 QPS），当针对某些key的请求速率超过阈值时，直接快速失败或返回降级内容，避免数据库承受超出其承载能力的流量。对于确认无法处理的异常来源，可以触发熔断，暂时切断对特定接口或IP的访问。

1.2 缓存击穿

在用户访问数据的时候，这个数据的hot key过期了，就会有大量请求大道数据库，击穿了redis这一层缓存，导致数据库压力增大

互斥锁：同上，只允许一个请求去数据库重建缓存，其他请求等待片刻后重新读取缓存
逻辑过期：就是让hot key在物理上永不过期，用户可能会短暂读到旧数据，因此该方案要求业务场景能容忍最终一致性，例如商品详情页、首页 Banner、排行榜等。
大数据预热：对于可预知的热点（如大促商品），通过定时任务在缓存逻辑过期或物理过期前主动刷新，使其“永不失效”。这通常与逻辑过期策略配合使用，形成“异步刷新 + 定时保底”的双重保障。
熔断降级和互斥锁结合：当系统检测到数据库压力过大（如响应超时）时，触发熔断，直接返回兜底数据（如默认值或旧数据），而不是让请求继续冲击数据库。在互斥锁方案中，也可以优化为：未抢到锁的请求不等待，直接返回降级数据，以此将“保护数据库”作为最高优先级。
二级缓存：在 Redis 之前再加一层本地缓存（如 Caffeine、Guava Cache）。热点数据在本地缓存中命中，几乎不产生网络开销，能极大地分担 Redis 和数据库的压力，作为整体的性能与稳定性兜底。

1.3 缓存雪崩

大量缓存数据同时过期或者Redis故障宕机的时候，大量的数据直接打到了数据库里，导致数据库压力增加。

过期时间加上随机值：在基础 TTL 上叠加一个随机偏移量，例如 TTL = 30分钟 + random(0~5分钟)，让 Key 的失效时间分散开，避免同一时刻批量过期。这是最常用的基础方案。
分批过期 / 错峰预热：对于可预知会批量写入的缓存，不要一次性写入相同 TTL，而是按业务维度分批设置不同过期时间；系统启动或大促前预热时也分批加载，避免启动瞬间形成流量尖峰
热点数据永不过期 + 后台更新：对核心热点数据不设置物理 TTL，而是采用“逻辑过期 + 异步刷新”或定时任务主动刷新，从源头消除集中失效。这通常与击穿方案中的逻辑过期策略配合使用。
Redis高可用架构：使用哨兵模式实现主从自动故障转移，或使用 Redis Cluster 实现分片与高可用。避免单实例故障导致整个缓存层不可用。
多级缓存：在 Redis 之前增加本地缓存（如 Caffeine、Guava Cache），形成“本地缓存 → Redis → 数据库”的多级结构。即使 Redis 整体故障，本地缓存仍能承接一部分热点流量，为恢复争取时间。本地缓存适合存放极热、变化不频繁的数据。
持久化与快速恢复：合理配置 RDB/AOF，确保 Redis 重启后能较快恢复数据，缩短缓存层不可用窗口。同时要有容量规划和故障演练，避免恢复过程中再次被流量打垮。
熔断+限流+互斥锁+数据库层保护

二、Redis快照与恢复机制

2.1 AOF日志

Redis在执行完一条写命令后，就会把该命令追加写入一个文件中，在Redis重启时，会读取这些指令，然后逐一执行来进行数据恢复。