Redis进阶学习--03| Redis是如何工作的？

Redis进阶学习--03| Redis是如何工作的？ 三、Redis是如何工作的？

Redis 提供了高性能的数据存取功能，所以广泛应用在缓存场景中，既能有效地提升业务应用的响应速度，还可以避免把高并发大压力的请求发送到数据库层。如果 Redis 做缓存时出现了问题，比如说缓存失效，那么，大量请求就会直接积压到数据库层，必然会给数据库带来巨大的压力，很可能会导致数据库宕机或是故障，那么，业务应用就没有办法存取数据、响应用户请求了。
关于Redis包括工作原理、替换策略、异常处理和扩展机制,有四个问题需要解决。

• Redis 缓存具体是怎么工作的？
• Redis 缓存如果满了，该怎么办？
• 为什么会有缓存一致性、缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿等异常，该如何应对？
• Redis 的内存毕竟有限，如果用快速的固态硬盘来保存数据，可以增加缓存的数据量，那么，Redis 缓存可以使用快速固态硬盘吗？

一.缓存的特征

系统中每一层的访问速度是不一致的，因此需要缓存。这样就可以把一些需要频繁访问的数据放在缓存中，以加快它们的访问速度。

1、缓存的第一个特征

在一个层次化的系统中，缓存一定是一个快速子系统，数据存在缓存中时，能避免每次从慢速子系统中存取数据。对应到互联网应用来说，Redis 就是快速子系统，而数据库就是慢速子系统了。

2、缓存的第二个特征

缓存系统的容量大小总是小于后端慢速系统的，我们不可能把所有数据都放在缓存系统中。

二. Redis 缓存处理请求的两种情况

把 Redis 用作缓存时，我们会把 Redis 部署在数据库的前端，业务应用在访问数据时，会先查询 Redis 中是否保存了相应的数据。此时，根据数据是否存在缓存中，会有两种情况。

• 应用读取数据时，需要先读取 Redis；
• 发生缓存缺失时，需要从数据库读取数据；
• 发生缓存缺失时，还需要更新缓存。

1、命中缓存

Redis 中有相应数据，就直接读取 Redis，性能非常快。

2、缺失缓存

Redis 中没有保存相应数据，就从后端数据库中读取数据，性能就会变慢。而且，一旦发生缓存缺失，为了让后续请求能从缓存中读取到数据，我们需要把缺失的数据写入 Redis，这个过程叫作缓存更新。

三.缓存的类型 1、只读缓存（只读缓存指的是，只从缓存中读取数据，不修改缓存中的数据，如果发生了修改，先修改数据库，再去读取数据库中的数据进行缓存）

只读缓存，可以通过延迟双删的 *** 作，保证数据库与缓存的最终一致性。

当 Redis 用作只读缓存时，应用要读取数据的话，会先调用 Redis GET 接口，查询数据是否存在。而所有的数据写请求，会直接发往后端的数据库，在数据库中增删改。对于删改的数据来说，如果 Redis 已经缓存了相应的数据，应用需要把这些缓存的数据删除，Redis 中就没有这些数据了。

2、读写缓存（同时更新数据库和缓存）

1.同步读写（同步写入）

同步直写是指，写请求发给缓存的同时，也会发给后端数据库进行处理，等到缓存和数据库都写完数据，才给客户端返回。这样，即使缓存宕机或发生故障，最新的数据仍然保存在数据库中，这就提供了数据可靠性保证。
不过，同步直写会降低缓存的访问性能。这是因为缓存中处理写请求的速度是很快的，而数据库处理写请求的速度较慢。即使缓存很快地处理了写请求，也需要等待数据库处理完所有的写请求，才能给应用返回结果，这就增加了缓存的响应延迟。

2.异步读写（异步写入，先写入内存，后写入数据库）

异步写入效率最高，但是可能会出现的是内存掉电，导致内存中数据未保存至数据库。
则是优先考虑了响应延迟。此时，所有写请求都先在缓存中处理。等到这些增改的数据要被从缓存中淘汰出来时，缓存将它们写回后端数据库。这样一来，处理这些数据的 *** 作是在缓存中进行的，很快就能完成。只不过，如果发生了掉电，而它们还没有被写回数据库，就会有丢失的风险了。

3、模式选择

• 如果需要对写请求进行加速，我们选择读写缓存；
• 如果写请求很少，或者是只需要提升读请求的响应速度的话，我们选择只读缓存。

4、个人理解

只读缓存和读写缓存都会存在一致性问题，只读缓存的优点是强调数据可靠性，而读写缓存的优点是强调响应时间。 一致性问题都会存在。所以需要事务来协助进行。