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Redis专题

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Redis 专题

1. 为什么要用 redis 而不用 map/guava 做缓存，Redis 跟 Memcached 的区别

  1. 因为缓存分为本地缓存和分布式缓存，map/guava 属于本地缓存，Redis/Memcached 属于分布式缓存。
  2. 本地缓存特点：轻量、快速，生命周期随 JVM 销毁而结束；在多实例下，每个实例保存着独立的缓存，相互不一致。
  3. 分布式缓存特点：在多实例下，各实例共用一份缓存，具有一致性；要维护分布式服务高可用，程序架构复杂。

Redis 与 Memcached 区别：

  1. Memcached 是多线程，非阻塞 IO 复用的网络模型；Redis 是单线程，多路 IO 复用的网络模型。

  2. Memcached 只支持 String 类型；Redis 支持更丰富的数据类型（主要五种，String、hash、list、set、zset）。

    [官网] It supports data structures such as strings, hashes, lists, sets, sorted sets with range queries, bitmaps, hyperloglogs, geospatial indexes with radius queries and streams

  3. Memcached 将数据全部存在内存中；Redis 支持数据的持久化。

  4. Memcached 没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据；Redis 是原生支持 Cluster 模式的。

2. 如何解决 Redis 的并发竞争 Key 问题

并发竞争key问题，主要是并发写的问题
有五种解决方案：

  1. 使用 redis 自带的 incr 命令：

    • incr 和 expire 操作用 lua 脚本执行，保证原子性，代码实现。
    • 如果有其他原子性命令需求，可以通过 lua 脚本自己创建。

    [官网]Redis guarantees that a script is executed in an atomic way: no other script or Redis command will be executed while a script is being executed. This semantic is similar to the one of MULTI / EXEC

  2. 使用独占锁的方式，实现复杂，成本较高。

  3. 使用乐观锁的方式，使用 watch 监视键是否被修改。

  4. 针对客户端使用，在代码中对 redis 操作时，针对同一 key 的资源要先加锁。

  5. 利用 redis 的 setnx 实现内置的锁。

推荐阅读:Redis 的并发竞争问题的解决方案总结

3. 设置 key 的过期时间

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redis> SET key yes
OK
redis> EXPIREAT key 1550469300
(integer) 1
redis> GET key
"yes"   // 未超时
redis> GET key
(nil)  // 超时

4. Redis 的用途小结

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  1. 用作缓存。
  2. 排行榜，使用 SortSet 数据结构。
  3. 计数器，使用 Redis 中原子性的自增操作；限速器，限制某用户访问某 API 的频率。
  4. 好友关系，利用集合中交集、并集、差集的操作。
  5. 简单消息队列，可以使用 Redis 的订阅/发布模式，或者 List 来实现。
  6. Session 共享

不适合 Redis 的地方：

  1. 使用 Redis 去保存用户的基本信息，因为其持久化方案并不能保持数据绝对的落地，而且持久化频率若过高可能会降低 Redis 的效率。
  2. 数据量太大，数据访问频率较低的场合不适合使用 Redis，因为这些数据一直放在内存中会造成资源的浪费。

5. Redis 的有序集合主要由跳表来实现

[理解]跳表：对于单链表而言，线性查找的时间复杂度很高，是 O(n)。从链表中每隔几个结点提取出一层索引，可以在索引的基础上继续提取一层索引，如此下去直到索引中只有少数几个结点（比如只留两个结点），这种做法的时间复杂度是 O(logN)，空间复杂度是 O(N)。时间复杂度与二分法、红黑树相当。

跳表的插入和删除的时间复杂度也是 O(logN)。当插入过多而不更新索引时，跳表的效率会降低，所以需要进行“平衡性”的维护，这里用到了随机函数的做法。使用随机函数，来决定将这个结点插入到哪几级索引中。

Redis 中为什么采用跳表，而不是红黑树：

  1. Redis主要操作有：插入、删除、查找、按区间查找、迭代输出。
  2. 除了按区间查找外，其他几项跳表与红黑树都能完成，而且时间复杂度一致。
  3. 按区间查找，红黑树效率不如跳表。

6. Spring 配置 Redis 注解缓存

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