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你好#xff0c;我是Redis#xff0c;一个叫Antirez的男人把我带到了这个世界上。 说起我的诞生#xff0c;跟关系数据库MySQL还挺有渊源的。
在我还没来到这个世界上的时候#xff0c;MySQL过的很辛苦#xff0c;互联网发展的越来越快#xff0c;它容纳的数…我是Redis
你好我是Redis一个叫Antirez的男人把我带到了这个世界上。 说起我的诞生跟关系数据库MySQL还挺有渊源的。
在我还没来到这个世界上的时候MySQL过的很辛苦互联网发展的越来越快它容纳的数据也越来越多用户请求也随之暴涨而每一个用户请求都变成了对它的一个又一个读写操作MySQL是苦不堪言。尤其是到“双11”、“618“这种全民购物狂欢的日子都是MySQL受苦受难的日子。
据后来MySQL告诉我说其实有一大半的用户请求都是读操作而且经常都是重复查询一个东西浪费它很多时间去进行磁盘I/O。
后来有人就琢磨是不是可以学学CPU给数据库也加一个缓存呢于是我就诞生了
出生不久我就和MySQL成为了好朋友我们俩常常携手出现在后端服务器中。
应用程序们从MySQL查询到的数据在我这里登记一下后面再需要用到的时候就先找我要我这里没有再找MySQL要。 为了方便使用我支持好几种数据结构的存储 String Hash List Set SortedSet Bitmap ······ 因为我把登记的数据都记录在内存中不用去执行慢如蜗牛的I/O操作所以找我要比找MySQL要省去了不少的时间呢。
可别小瞧这简单的一个改变我可为MySQL减轻了不小的负担随着程序的运行我缓存的数据越来越多有相当部分时间我都给它挡住了用户请求这一下它可乐得清闲自在了
有了我的加入网络服务的性能提升了不少这都归功于我为数据库挨了不少枪子儿。
缓存过期 缓存淘汰
不过很快我发现事情不妙了我缓存的数据都是在内存中可是就算是在服务器上内存的空间资源还是很有限的不能无节制的这么存下去我得想个办法不然吃枣药丸。
不久我想到了一个办法给缓存内容设置一个超时时间具体设置多长交给应用程序们去设置我要做的就是把过期了的内容从我里面删除掉及时腾出空间就行了。 超时时间有了我该在什么时候去干这个清理的活呢
最简单的就是定期删除我决定100ms就做一次一秒钟就是10次
我清理的时候也不能一口气把所有过期的都给删除掉我这里面存了大量的数据要全面扫一遍的话那不知道要花多久时间会严重影响我接待新的客户请求的 时间紧任务重我只好随机选择一部分来清理能缓解内存压力就行了。 就这样过了一段日子我发现有些个键值运气比较好每次都没有被我的随机算法选中每次都能幸免于难这可不行这些长时间过期的数据一直霸占着不少的内存空间气抖冷
我眼里可揉不得沙子于是在原来定期删除的基础上又加了一招
那些原来逃脱我随机选择算法的键值一旦遇到查询请求被我发现已经超期了那我就绝不客气立即删除。
这种方式因为是被动式触发的不查询就不会发生所以也叫惰性删除
可是还是有部分键值既逃脱了我的随机选择算法又一直没有被查询导致它们一直逍遥法外而于此同时可以使用的内存空间却越来越少。 而且就算退一步讲我能够把过期的数据都删除掉那万一过期时间设置的很长还没等到我去清理内存就吃满了一样要吃枣药丸所以我还得想个办法。
我苦思良久终于憋出了个大招内存淘汰策略这一次我要彻底解决问题
我提供了8种策略供应用程序选择用于我遇到内存不足时该如何决策 noeviction返回错误不会删除任何键值 allkeys-lru使用LRU算法删除最近最少使用的键值 volatile-lru使用LRU算法从设置了过期时间的键集合中删除最近最少使用的键值 allkeys-random从所有key随机删除 volatile-random从设置了过期时间的键的集合中随机删除 volatile-ttl从设置了过期时间的键中删除剩余时间最短的键 volatile-lfu从配置了过期时间的键中删除使用频率最少的键 allkeys-lfu从所有键中删除使用频率最少的键 有了上面几套组合拳我再也不用担心过期数据多了把空间撑满的问题了~
缓存穿透 布隆过滤器
我的日子过的还挺舒坦不过MySQL大哥就没我这么舒坦了有时候遇到些烦人的请求查询的数据不存在MySQL就要白忙活一场不仅如此因为不存在我也没法缓存啊导致同样的请求来了每次都要去让MySQL白忙活一场。我作为缓存的价值就没得到体现啦这就是人们常说的缓存穿透。 这一来二去MySQL大哥忍不住了“唉兄弟能不能帮忙想个办法把那些明知道不会有结果的查询请求给我挡一下”
这时我想到了我的另外一个好朋友布隆过滤器 我这位朋友别的本事没有就擅长从超大的数据集中快速告诉你查找的数据存不存在悄悄告诉你我的这位朋友有一点不靠谱它告诉你存在的话不能全信其实有可能是不存在的不过它他要是告诉你不存在的话那就一定不存在。 如果你对我这位朋友感兴趣的话可以看看这里《白话布隆过滤器BloomFilter》。
我把这位朋友介绍给了应用程序不存在的数据就不必去叨扰MySQL了轻松帮忙解决了缓存穿透的问题。
缓存击穿 缓存雪崩
这之后过了一段时间太平日子直到那一天···
有一次MySQL那家伙正优哉游哉的摸鱼突然一大堆请求给他怼了过去给他打了一个措手不及。
一阵忙活之后MySQL怒气冲冲的找到了我“兄弟咋回事啊怎么一下子来的这么猛” 我查看了日志赶紧解释到“大哥实在不好意思刚刚有一个热点数据到了过期时间被我删掉了不巧的是随后就有对这个数据的大量查询请求来了我这里已经删了所以请求都发到你那里来了”
“你这干的叫啥事下次注意点啊”MySQL大哥一脸不高兴的离开了。
这一件小事我也没怎么放在心上随后就抛之脑后了却没曾想几天之后竟捅了更大的篓子。
那一天又出现了大量的网络请求发到了MySQL那边比上一次的规模大得多MySQL大哥一会儿功夫就给干趴下了好几次
等了好半天这一波流量才算过去MySQL才缓过神来。
“老弟这一次又是什么原因”MySQL大哥累的没了力气。
“这一次比上一次更不巧这一次是一大批数据几乎同时过了有效期然后又发生了很多对这些数据的请求所以比起上一次这规模更大了” MySQL大哥听了眉头一皱“那你倒是想个办法啊三天两头折磨我这谁顶得住啊”
“其实我也很无奈这个时间也不是我设置的要不我去找应用程序说说让他把缓存过期时间设置的均匀一些至少别让大量数据集体失效”
“走咱俩一起去”
后来我俩去找应用程序商量了不仅把键值的过期时间随机了一下还设置了热点数据永不过期这个问题缓解了不少。哦对了我们还把这两次发生的问题分别取了个名字缓存击穿和缓存雪崩。
我们终于又过上了舒适的日子···
