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Redis缓存使用技巧

时间:2018-07-26 23:26:26      阅读:215      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:toc   clust   空值   增加   方式   综合   超过   scl   拦截器   

缓存能够有效加速应用的访问速度,同时可以降低后端负载,在应用架构中起着至关重要的作用,本文主要介绍缓存使用的一些技巧。

缓存更新策略

  • LRU/LFU/FIFO算法剔除

    场景:数据一致性要求较低
    原理:缓存使用量超过了预设值,使用maxmemory-policy来选择何种剔除策略对现有数据进行删除
    问题:数据清理由算法决定,开发人员只能选择使用哪种算法,数据一致性最差
    
  • 超时剔除

    场景:数据一致性要求低
    原理:给缓存设置过期时间(expire),自动删除
    问题:一段时间窗口内存在一致性问题
    
  • 主动更新

    场景:数据一致性要求较高
    原理:真实数据更新后,立即更新缓存
    问题:主动更新发生问题,这条数据很长时间不会发生更新
    

总结:

低一致性业务使用最大内存+淘汰策略
高一致性业务使用超时剔除+主动更新

缓存粒度控制

缓存的粒度在缓存应用时也有着很重要的影响,究竟缓存全部属性还是部分属性?可以从三个维度来进行权衡。

  • 通用性

    缓存全部数据比部分更加通用,但是较多情况下,应用只需要其中几个重要的属性
    
  • 空间占用

    缓存全部数据占用更多的空间,可能会造成内存的浪费,而且每次传输产生的网络流量较大,极端情况会阻塞网络
    
  • 代码维护

    部分数据一旦表结构变动,增加新字段则需要修改业务代码,并且需要重新刷新缓存
    

总结:

缓存粒度问题容易被忽视,但是使用不当,可能造成更多无用空间的浪费、网络带宽的浪费、代码通用型较差等情况,需要综合以上三点进行取舍

缓存穿透优化

缓存穿透指查询一个不存在的数据,导致不存在的数据每次请求都要到存储层查询,使后端存储层负载过大,极端情况可能导致宕掉。

  • 缓存空对象

    原理:缓存不命中,查询存储层,仍然不命中,则将空对象保存至缓存层中,然后再返回
    场景:数据命中率不高,频繁变化实时性高
    问题:1.空值占用更多的键,占用更多的内存空间,如果被攻击,可能导致内存快速增长,利用较短的过期时间来自动剔除;
    2.缓存层和存储层一定时间窗口数据不一致,利用消息系统或者其它方式清楚缓存中空对象。
    
  • 布隆过滤拦截器

    原理:在缓存层和存储层之间,将存在的key用布隆过滤器提前保存,如果key存在,则不访问存储层,可以通过Bitmaps来实现。
    场景:数据命中率不高、数据相对固定、实时性低(数据集较大)
    问题:代码维护复杂
    

无底洞优化

业务增长导致需要增加缓存节点来提高性能,但是增加节点后性能不但没有反转反而下降。分布式场景下,一次批量操作需要访问多个Redis节点,需要多次网络访问时间。

  • 串行命令

    原理:n个key均匀分布在Redis Cluster各个节点上,逐次执行n个get命令
    耗时:n次网络时间+n次命令时间
    缺点:大量keys请求延迟
    
  • 串行IO

    原理: 使用JedisClusterCRC16计算出key的slot,然后找到对应的节点,将属于同一个节点的key进行归档,对每个节点执行mget操作
    耗时:node次网络时间+n次命令时间
    缺点:大量node延迟
    
  • 并行IO 

    原理:对于串行IO中,得出每个节点的key列表,通过多线程来对每个节点进行mget操作
    耗时:max_slow(node网络时间)+n次命令时间
    缺点:变成复杂、多线程问题定位较难
    
  • hash_tag

    原理:利用Redis Cluster功能,将多个key强制分配到一个节点
    耗时:1次网络时间+n次命令时间
    缺点:业务维护成本高、数据倾斜
    

雪崩优化

缓存层由于某些原因不可用,所有请求到达存储层,压力暴增,可能导致存储层也会级联宕机。

  • 保证缓存层服务高可用:Redis Sentinel、Redis Cluster
  • 依赖隔离组件为后端限流降级:Hystrix
  • 提前演练:模拟缓存层宕掉,应用以及后端的负载情况和可能出现的问题

热点key重建优化

“缓存+过期时间”的策略绝大部分情况满足加速数据读写、保证数据定期更新的需求,但是也可能出现其它问题,假如某一个key是一个热点key,并发量很大,并且重建缓存遇到复杂SQL、多次IO等不可能短时间完成情况,当缓存失效的瞬间,大量线程重建,造成后端负载过大。

  • 互斥锁(分布式锁)

    原理:只允许一个线程重建缓存,其它线程等待,直接从缓存中获取数据
    实现:使用Redis setnx或者其它方式来实现
    问题:构建缓存过程出现问题或者时间过长,可能存在死锁和线程池阻塞的风险
    
  • 永远不过期

    原理:为每个value设置逻辑过期时间,当发现超过逻辑过期时间后,使用单独线程重新构建缓存
    问题:不保证一致性问题,代码维护成本和内存成本(每次重建)增加
    

    参考资料:《Redis开发与运维》

Redis缓存使用技巧

标签:toc   clust   空值   增加   方式   综合   超过   scl   拦截器   

原文地址:https://www.cnblogs.com/handsomeye/p/9374680.html

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