深入解析Redis中常見的應(yīng)用場景

前言

Redis是一個key-value存儲系統(tǒng)，現(xiàn)在在各種系統(tǒng)中的使用越來越多，大部分情況下是因?yàn)槠涓咝阅艿奶匦裕划?dāng)做緩存使用，這里介紹下Redis經(jīng)常遇到的使用場景。下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹吧。

Redis特性

一個產(chǎn)品的使用場景肯定是需要根據(jù)產(chǎn)品的特性，先列舉一下Redis的特點(diǎn)：

• 讀寫性能優(yōu)異
• 持久化
• 數(shù)據(jù)類型豐富
• 單線程
• 數(shù)據(jù)自動過期
• 發(fā)布訂閱
• 分布式

這里我們通過幾個場景，不同維度說下Redis的應(yīng)用。

高性能適合當(dāng)做緩存

緩存是Redis最常見的應(yīng)用場景，之所有這么使用，主要是因?yàn)镽edis讀寫性能優(yōu)異。而且逐漸有取代memcached，成為首選服務(wù)端緩存的組件。而且，Redis內(nèi)部是支持事務(wù)的，在使用時候能有效保證數(shù)據(jù)的一致性。
作為緩存使用時，一般有兩種方式保存數(shù)據(jù)：

      1、讀取前，先去讀Redis，如果沒有數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)拉入Redis。

      2、插入數(shù)據(jù)時，同時寫入Redis。

方案一：實(shí)施起來簡單，但是有兩個需要注意的地方：

     1、避免緩存擊穿。（數(shù)據(jù)庫沒有就需要命中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致Redis一直沒有數(shù)據(jù)，而一直命中數(shù)據(jù)庫。）

     2、數(shù)據(jù)的實(shí)時性相對會差一點(diǎn)。

方案二：數(shù)據(jù)實(shí)時性強(qiáng)，但是開發(fā)時不便于統(tǒng)一處理。

當(dāng)然，兩種方式根據(jù)實(shí)際情況來適用。如：方案一適用于對于數(shù)據(jù)實(shí)時性要求不是特別高的場景。方案二適用于字典表、數(shù)據(jù)量不大的數(shù)據(jù)存儲。

豐富的數(shù)據(jù)格式性能更高，應(yīng)用場景豐富

Redis相比其他緩存，有一個非常大的優(yōu)勢，就是支持多種數(shù)據(jù)類型。

其實(shí)，通過上面的數(shù)據(jù)類型的特性，基本就能想到合適的應(yīng)用場景了。

• string——適合最簡單的k-v存儲，類似于memcached的存儲結(jié)構(gòu)，短信驗(yàn)證碼，配置信息等，就用這種類型來存儲。
• hash——一般key為ID或者唯一標(biāo)示，value對應(yīng)的就是詳情了。如商品詳情，個人信息詳情，新聞詳情等。
• list——因?yàn)閘ist是有序的，比較適合存儲一些有序且數(shù)據(jù)相對固定的數(shù)據(jù)。如省市區(qū)表、字典表等。因?yàn)閘ist是有序的，適合根據(jù)寫入的時間來排序，如：最新的***，消息隊列等。
• set——可以簡單的理解為ID-List的模式，如微博中一個人有哪些好友，set最牛的地方在于，可以對兩個set提供交集、并集、差集操作。例如：查找兩個人共同的好友等。
• Sorted Set——是set的增強(qiáng)版本，增加了一個score參數(shù)，自動會根據(jù)score的值進(jìn)行排序。比較適合類似于top 10等不根據(jù)插入的時間來排序的數(shù)據(jù)。

如上所述，雖然Redis不像關(guān)系數(shù)據(jù)庫那么復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是，也能適合很多場景，比一般的緩存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要多。了解每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合的業(yè)務(wù)場景，不僅有利于提升開發(fā)效率，也能有效利用Redis的性能。

單線程可以作為分布式鎖

談到Redis和Memcached 的區(qū)別，大家更多的是談到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和持久化這兩個特性，其實(shí)還有一個比較大的區(qū)別就是：

• Redis 是單線程，多路復(fù)用方式提高處理效率。
• Memcached 是多線程的，通過CPU線程切換來提高處理效率。

所以Redis單線程的這個特性，其實(shí)也是很重要的應(yīng)用場景，最常用的就是分布式鎖。

應(yīng)對高并發(fā)的系統(tǒng)，都是用多服務(wù)器部署，每個技術(shù)框架針對數(shù)據(jù)鎖都有很好的處理方式，如 .net 的lock,java 的synchronized,都能通過鎖住某個對象來應(yīng)對線程導(dǎo)致的數(shù)據(jù)污染問題。但是畢竟，只能控制本服務(wù)器的線程，分布式部署

以后數(shù)據(jù)污染問題，就比較難處理了。Redis的單線程這個特性，就非常符合這個需求，偽代碼如下：

//產(chǎn)生鎖
while lock!=1
 //過期時間是為了避免死鎖
 now = int(time.time())
 lock_timeout = now + LOCK_TIMEOUT + 1
 lock = redis_client.setnx(lock_key, lock_timeout)

//真正要處理的業(yè)務(wù)
doing()

//釋放鎖
now = int(time.time())
if now < lock_timeout:
 redis_client.delete(lock_key)

以上是一個只說明流程的偽代碼，其實(shí)整體的邏輯是很簡單的，只要考慮到死鎖時的情況，就比較好處理了。Redis作為分布式鎖，因?yàn)槠湫阅艿膬?yōu)勢，不會成為瓶頸，一般會產(chǎn)生瓶頸的是真正的業(yè)務(wù)處理內(nèi)容，還是盡量縮小鎖的范圍來確保系統(tǒng)性能。

自動過期能有效提升開發(fā)效率

Redis針對數(shù)據(jù)都可以設(shè)置過期時間，這個特點(diǎn)也是大家應(yīng)用比較多的，過期的數(shù)據(jù)清理無需使用方去關(guān)注，所以開發(fā)效率也比較高，當(dāng)然，性能也比較高。最常見的就是：短信驗(yàn)證碼、具有時間性的商品展示等。無需像數(shù)據(jù)庫還要去查時間進(jìn)行對比。因?yàn)槭褂帽容^簡單，就不贅述了。

分布式和持久化有效應(yīng)對海量數(shù)據(jù)和高并發(fā)

Redis初期的版本官方只是支持單機(jī)或者簡單的主從，大多應(yīng)用則都是自己去開發(fā)集群的中間件，但是隨著應(yīng)用越來越廣泛，用戶關(guān)于分布式的呼聲越來越高，所以Redis 3.0版本時候官方加入了分布式的支持，主要是兩個方面：

• Redis服務(wù)器主從熱備，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性
• Redis分片應(yīng)對海量數(shù)據(jù)和高并發(fā)

而且Redis雖然是一個內(nèi)存緩存，數(shù)據(jù)存在內(nèi)存，但是Redis支持多種方式將數(shù)據(jù)持久化，寫入硬盤，所有，Redis數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性也是非常有保障的，結(jié)合Redis的集群方案，有的系統(tǒng)已經(jīng)將Redis當(dāng)做一種NoSql數(shù)據(jù)存儲來適用。

示例：秒殺和Redis的結(jié)合

秒殺是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中常見的營銷模式，作為開發(fā)者，其實(shí)最不愿意這樣的活動，因?yàn)榉羌夹g(shù)人員無法理解到其中的技術(shù)難度，導(dǎo)致在資源協(xié)調(diào)上總是有些偏差。秒殺其實(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)的問題包括：

1. 并發(fā)太高導(dǎo)致程序阻塞。
2. 庫存無法有效控制，出現(xiàn)超賣的情況。

其實(shí)解決這些問題基本就兩個方案：

• 數(shù)據(jù)盡量緩存,阻斷用戶和數(shù)據(jù)庫的直接交互。
• 通過鎖來控制避免超賣現(xiàn)象。

現(xiàn)在說明一下，如果現(xiàn)在做一個秒殺，那么，Redis應(yīng)該如何結(jié)合進(jìn)行使用?

• 提前預(yù)熱數(shù)據(jù)，放入Redis
• 商品列表放入Redis List
• 商品的詳情數(shù)據(jù) Redis hash保存，設(shè)置過期時間
• 商品的庫存數(shù)據(jù)Redis sorted set保存
• 用戶的地址信息Redis set保存
• 訂單產(chǎn)生扣庫存通過Redis制造分布式鎖，庫存同步扣除
• 訂單產(chǎn)生后發(fā)貨的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生Redis list，通過消息隊列處理
• 秒殺結(jié)束后，再把Redis數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同步

以上是一個簡略的秒殺系統(tǒng)和Redis結(jié)合的方案，當(dāng)然實(shí)際可能還會引入http緩存，或者將消息對接用MQ代替等方案，也會出現(xiàn)業(yè)務(wù)遺漏的情況，這個只是希望能拋磚引玉。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者使用工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。