面试官笑了:我用这套方案搞定了“2000w vs 20w”的Redis难题!



那天我在一家互联网大厂面试,被问了一个看似简单、实则杀伤力极强的问题:

"小米,假如MySQL里有2000万条数据,Redis里只能存20万条,你该怎么保证Redis中的数据都是热点数据?"

当场我笑出了声,心想这题是"送命题"吧!但笑归笑,能不能答好,真能看出你是不是一个"实战派"的程序员。

今天这篇文章,就带你把这道题拆开、揉碎、讲透。

故事从一个"假想项目"开始

那天,面试官给了我一个场景:

"我们公司做电商系统,商品表有2000万条数据。商品详情页访问量巨大,但Redis内存有限,只能放20万条。

请你设计一个机制,保证Redis中的数据始终是最热的那部分。"

我当时想起了一个词------冷热分层缓存

于是我就从用户行为开始分析。

从用户行为说起:热点数据的本质

在实际系统中,数据访问有一个著名规律:

二八法则(80/20原则) ------ 20%的数据,承载了80%的访问量。

也就是说,2000万条商品里,可能有几十万条才是真正被频繁访问的"热数据"。

这些热数据有几个特征:

  1. 高访问频率:比如热门商品、活动商品。
  2. 时间敏感性强:比如"秒杀商品"、"热榜"。
  3. 生命周期短:热点会变动,今天火的明天可能凉。

明白了这些特征,我们才能思考"如何动态维护Redis中的20万条"。

错误的开始:最容易掉坑的两个思路

在我刚工作那几年,也遇到过类似问题。那时我天真地以为,只要在Redis里设置个LRU(最近最少使用)策略就行。

事实证明:

想靠Redis自己搞定热点维护,基本等于让仓库管理员"凭感觉"去挑畅销品。

问题有三:

  1. Redis LRU是局部淘汰:它只在达到内存上限时才淘汰,不是全局最优。
  2. 访问波动太快:热点可能几分钟就变了,Redis反应太慢。
  3. 热点穿透/击穿/雪崩问题:一旦热点没命中,数据库就遭殃。

所以,仅靠Redis配置不够,我们得有一套完整的策略体系。

正确的思路:分层 + 动态 + 指标驱动

我当时的回答思路是这样的(后来面试官很满意):

"我会设计一个冷热分层缓存架构,配合访问统计与异步更新机制,让Redis自动只保存真正的热点数据。"

具体拆解成三层:

第1层:读请求分层缓存架构

先从读请求入手,我们分三层:

请求流程:

先查本地 → 不命中查Redis → 仍不命中查MySQL并回填。

这样能减少Redis压力,同时也为"热点更新"打基础。

第2层:热度统计与异步上报

想知道哪些数据是热点,不能靠猜,要靠访问统计

我们在应用层引入一个"热度计数器",每次用户访问商品详情时,就上报一次访问记录。这里有两种实现方式:

1、方案A:本地统计 + 定时上报

  • 每台服务实例维护一个 ConcurrentHashMap<id, count>;
  • 每隔1分钟,把统计结果异步汇总上报到MQ或Kafka;
  • 消费端定时计算最近5分钟的访问量TopN。

2、方案B:滑动窗口 + Redis计数器

  • 在Redis中使用 INCR 记录访问次数;
  • 设置过期时间(比如10分钟),形成滑动时间窗口;
  • 定时计算最近窗口内访问量TopN。

最后得到的TopN列表,就是当前"热点数据候选集"。

第3层:Redis热点数据维护策略

有了TopN数据,就可以动态维护Redis了。

思路是:

热点上升 → 自动写入Redis;

热点下降 → 自动淘汰。

可以用一个简单的后台任务来实现:

这样,Redis就能"自动呼吸",始终保持最有价值的数据。

加速策略:让Redis命中率更高

到这里,我们已经有了冷热分层 + 热度更新机制。但想让系统"更丝滑",还有一些优化小技巧:

1、热点预测预热

在大型活动(如双十一)前,可以根据历史访问日志提前预测哪些商品会热,然后批量加载入Redis。

这样一上线就能防止"冷启动"导致的击穿。

2、热点降级机制

当某一类数据突然暴涨,比如明星商品访问量暴增时,可以启用本地缓存或返回静态化数据页面,防止Redis被打爆。

3、异步更新 + 双写一致性

写操作时不要直接同步更新Redis,可以采用延迟双删策略

  1. 删除缓存;
  2. 更新数据库;
  3. 延迟1秒再删一次缓存,防止并发脏数据。

4、Redis Key 设计与分片

为了防止单节点热点,可以给Key加前缀哈希分片,比如:

product:{hash(id)%10}:{id}

保证访问更均衡。

5、Bloom Filter 防止穿透

对于不存在的数据,用布隆过滤器提前拦截,减少数据库压力。

关键指标:让热点机制"看得见"

很多人做完缓存策略就结束了,但真正的高手,会监控数据热度变化

你可以用Prometheus + Grafana监控:

  • Redis命中率;
  • 热点数据更新频率;
  • MySQL QPS变化;
  • 热度榜TopN曲线。

一旦发现热点变动趋势异常,就能提前扩容或预热。

面试官的追问:那如果"热点突发"怎么办?

面试官继续追我问:

"如果某个新商品突然爆红,系统来不及同步进Redis怎么办?"

我答:

"可以结合消息队列 + 异步监听机制,让访问日志实时触发热点检测。"

举个例子:

  1. 用户访问详情 → 上报消息队列;
  2. 消费端监听访问流量;
  3. 当某个商品的访问量在1分钟内暴涨超过阈值(比如1000次);
  4. 立即触发预加载入Redis。

这样热点突发也能"秒级响应"。

延伸:还能用哪些"黑科技"?

一些大厂更进一步,甚至会用到:

  • LFU (Least Frequently Used) 策略替代LRU;
  • Redis + Caffeine 双缓存协同
  • 基于滑动时间窗口的热度模型
  • 流式计算(Flink)实时统计访问量
  • AI 热点预测(例如基于历史访问序列训练模型)。

这些都能让热点数据维护更智能。

总结复盘:这道题到底考什么?

其实,这道题考的并不是"你背了多少Redis命令",而是考察你能不能从业务逻辑、系统设计、数据波动三个维度综合思考。

我后来总结了一句口诀:

"冷热分层是骨架,热度统计是灵魂,动态更新是血液。"

能把这三点讲清楚,你不仅能拿下面试,还能写出真正可落地的方案。

写在最后

那次面试我顺利过了,面试官笑着说:

"你这回答不是背书,是讲了个能跑起来的系统。"

我回到家后,心里还挺有成就感。其实每次面试题背后,都藏着真实的工程智慧。它逼你去思考系统的本质,而不是死记硬背。如果你正准备面Java社招面试,记住这点:

技术不是堆叠,而是思考。

最后送你一句话:

"热数据永远有限,但聪明的人能让有限的资源发挥无限的价值。"

要点复盘(方便收藏)

END

我是小米,一个喜欢分享技术的31岁程序员。如果你喜欢我的文章,欢迎关注我的微信公众号"软件求生",获取更多技术干货!

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