java架构之路-（Redis专题）聊聊大厂那些redis

　　上几次说了redis的主从，哨兵，集群配置，但是内部的选举一直没说，先来简单说一下选举吧。

集群选举

　　redis cluster节点间采取gossip协议进行通信，也就是说，在每一个节点间，无论主节点还是从节点，他们之间都是存在相互通信的。例如你的redis端口号是6379，那么你的gossip协议端口号就是16379。

　　gossip协议包含多种消息，包括ping，pong，meet，fail等等。

　　ping:每个节点都会频繁给其他节点发送ping，其中包含自己的状态还有自己维护的集群元数据，互相通过ping交换元 数据；

　　pong: 返回ping和meet，包含自己的状态和其他信息，也可以用于信息广播和更新；

　　fail: 某个节点判断另一个节点fail之后，就发送fail给其他节点，通知其他节点，指定的节点宕机了。

　　meet:某个节点发送meet给新加入的节点，让新节点加入集群中，然后新节点就会开始与其他节点进行通信，不需要 发送形成网络的所需的所有CLUSTER MEET命令。发送CLUSTER MEET消息以便每个节点能够达到其他每个节点只需通 过一条已知的节点链就够了。由于在心跳包中会交换gossip信息，将会创建节点间缺失的链接。

　　当我们的master节点和其slave节点中断，或和其它节点中断时，也就是连接超过了我们设置的cluster‐node‐timeout的值，这时就会认为我们的当前的master是不可用的，需要选举了，这时将自己记录的集群currentEpoch加1，并广播FAILOVER_AUTH_REQUEST信息到所有节点上（包括其他主从的从节点），其它主节点收到FAILOVER_AUTH_REQUEST信息会给与一个FAILOVER_AUTH_ACK反馈，其它从节点不会有任何反应，当我们的slave收到ACK反馈达到半数以上时，会当选当前选举内的master节点，其它slave节点不在进行选举，作为该新master的slave节点。广播Pong消息通知其他集群节点。

　　流程大概就是这样的，还有可能每个正在选举的slave节点收到的ACK反馈是一样的，这时再次触发一次选举，currentEpoch再加1，流程和上面一样。这里要注意的是，并不是每个slave都在同一时刻向外发送FAILOVER_AUTH_REQUEST信息的，一般数据较新的节点会先发，数据的新旧由SLAVE_RANK来判断，SLAVE_RANK越小，代表数据越新。

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Redis的优化与实际场景

缓存穿透

　　我们在一般大型的互联网项目查询到的数据，都是查询的缓存内的数据，也就是我们的redis内的数据，但是第一次查询或者说根本不存在的数据，会穿过缓存到达我们的数据库去查询，如果大量这样的请求过来，我们的数据库是扛不住的。这就是我们常说的缓存穿透。处理思路很简单，只要是请求过来的，没有结果。存入缓存设置超时时间，再返回。设置时间是为了保证现在没用到，现在没缓存结果，不代表永远没有缓存结果。

@GetMapping(value = "/")
public String getIndex(String goods_id){
    //优先从缓存去拿
    String goods = stringRedisTemplate.opsForValue().get(goods_id);
    if (goods == null){
        //如果拿不到去数据库拿
        goods = goodsService.getGoodsById(goods_id);
        //存入缓存,设置超时时间
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(goods_id,goods,300);
    }
    return goods;
}

　　如果是黑客来了，一直拿不同的缓存来请求我们的项目，这样的思路是不可取的，我们可以使用布隆过滤器来实现阻止缓存击穿问题。

缓存预热

　　双11要来了，每次双11的0点，会有大批的商品进行交易，如果这些商品不是存在缓存内的，超高的并发（都不用双11，平时的秒杀就够受的），大量的线程会涌入数据库，给数据库造成超大的压力，我们这时应该提前将这些要秒杀的商品，提前存入到redis当中去，防止大批量的请求直接冲进数据库。这就是我们提到的缓存预热。

缓存失效

　　刚才我们的说了预热，但是我还是需要设置超时时间的时间的，不设置超时时间的话，你的数据库更新了，而我们的缓存还是我们的最开始的数据，造成数据的不一致。假设我们在预热的时候将大量的商品设置为300秒超时的时间，开始秒杀....过了300秒了。还是有一定的并发量，这时所有的缓存都失效了，还是会有大量的请求进入到我们的数据库的，所以说我在设置缓存预热时，不要设置同一个时间结束。会造成大量的缓存在同一时间失效，给我们的后台服务造成巨大压力。

缓存雪崩

　　有很多项目还是在停留在使用redis单机的状态，如果说redis不在对我们的项目服务了，大量的请求会涌入我们的数据访问层，造成我们的数据库压力超大，甚至数据库宕机，从导致整个服务的不可用状态。或者说我们的并发量远远超过我们的redis吞吐量。也会早成redis的拥塞，其它线程请求redis超时，早成redis假死现象，造成我们的redis雪崩。这时我们应该尽力采用高可用的缓存层架构，比如哨兵，比如集群架构，对于并发量超大的情况我们可以使用限流的方式来控制。

热点缓存重建

　　如果说，我们的设置了一个缓存，失效时间为300毫秒，但在失效那一刻，还是高并发的状态，我们的服务器压力还是巨大的，这些高并发的请求进入我们的数据库，后果可想而知，所以我们要在这个热点key的重建过程中，避免大量的请求进入我们的数据库。我们可以这样来做，尝试加一把简单的锁。

@GetMapping(value = "/")
public String getIndex(String goods_id) throws InterruptedException {
    //优先从缓存去拿
    String goods = stringRedisTemplate.opsForValue().get(goods_id);
    if (goods == null){
        //如果拿不到去数据库拿
        //设置只有一个请求可以进入数据库,其余的线程自旋等待
        Boolean aBoolean = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock" + goods_id, goods_id, Duration.ofMinutes(3));
        if(aBoolean){
            goods = goodsService.getGoodsById(goods_id);
            //存入缓存,设置超时时间
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(goods_id,goods,300);
        }else{
            //自旋等待50毫秒
            Thread.sleep(50);
            //再次调用该方法,尝试获取数据
            getIndex(goods_id);
        }
    }
    return goods;
}

一些Redis的使用建议

　　1.建议key设置为服务名:表名或者模块名:表名作为key，便于后期的查找和使用。

　　2.保证能识别语义的前提下，尽力设置key要简洁，不要过长。

　　3.不要在key中设置特殊字符，比如空格、换行等字符。

　　4.redis中不要设置过大的值，一个字符串最大限制512M，但建议一般是要超过10kb大小，list，set，hash，zset不建议超过5000个元素，视情况而定。

　　5.不要使用keys命令，建议使用scan命令进行替换。

　　6.建议多使用原生命令，管道等操作尽力减少使用，推荐使用mget，mset这样的命令。

这些优化其实都是围绕着我们Redis的特性，单线程来说的，如果说我们存了一个bigKey或者是一次性塞入了超多的命令，很可能阻塞后面的命令，造成我们的redis假死现象，也会造成我们的网络拥塞，占有了更多的带宽。

Redis的清除策略

　　1.被动删除:当读/写一个已经过期的key时，会触发惰性删除策略，直接删除掉这个过期key

　　2.主动删除:由于惰性删除策略无法保证冷数据被及时删掉，所以Redis会定期主动淘汰一批已过期的key

　　3.当前已用内存超过maxmemory限定时，触发主动删除策略。

　　在redis启动前，我们就配置了，最大的内存使用maxmemory，当前已用内存超过maxmemory限定时，会触发主动清理策略。

　　默认策略是volatile-lru，即超过最大内存后，在过期键中使用lru算法进行key的剔除，保证不过 期数据不被删除，但是可能会出现OOM问题。

　　其他策略如下：

allkeys-lru:根据LRU算法删除键，不管数据有没有设置超时属性，直到腾出足够空间 为止。

allkeys-random:随机删除所有键，直到腾出足够空间为止。

volatile-random: 随机删除过期键，直到腾出足够空间为止。

volatile-ttl:根据键值对象的ttl属性，删除最近将要过期数据。如果没有，回退到

noeviction策略。 noeviction:不会剔除任何数据，拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息"(error)OOM command not allowed when used memory"，此时Redis只响应读操作。

　　注意：如果没有配置我们的maxmemory属性，当我们的内存写满以后，不会触发任何清除策略，会直接将我们的数据存放在磁盘上，极具降低我们的redis性能。

总结：

　　redis差不多就说这么多了，再深入的c语言代码，我也不懂了，我们大概简单使用，基础的搭建主从，哨兵，集群，java链接redis，redis的优化这几个角度来讲解我们的redis，后面我会弄一篇redis的面试题，也是围绕这些来讲解的，还是那句话，真正懂得了内部的原理，什么样的面试题都不在话下了...

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