redis笔记大全

1、Redis命令和数据类型
- [(1) 通用命令](#(1) 通用命令)
- [(2) 字符串类型](#(2) 字符串类型)
- [(3) KEY命名规范](#(3) KEY命名规范)
- [(4) Hash类型](#(4) Hash类型)
- [(5) List类型](#(5) List类型)
- [(6) Set类型](#(6) Set类型)
- [(7) SortedSet类型](#(7) SortedSet类型)
2、Java操纵Redis👉SpringDataRedis
3、ThreadLocal和HandlerInterceptor实现简单接口拦截
4、使用HttpSession实现登录功能，存储用户信息的弊端
5、数据库和缓存数据一致性
6、缓存穿透
7、缓存雪崩
8、缓存击穿
- [8.1 基于redis的setnx实现互斥锁](#8.1 基于redis的setnx实现互斥锁)
- [8.2 基于逻辑过期实现互斥锁的时候要开启新线程进行缓存重建](#8.2 基于逻辑过期实现互斥锁的时候要开启新线程进行缓存重建)

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1、Redis命令和数据类型

(1) 通用命令

KEYS：查看符合模板的所有key
DEL：删除指定的key
EXISTS：判断key是否存在
EXPIRE ：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除（① -1表示永久有效期，② -2表示已过期，③ 单位是秒）
TTL：查看一个KEY的剩余有效时间

(2) 字符串类型

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储：

(3) KEY命名规范

(4) Hash类型

(5) List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表。

有序
元素可以重复

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

(6) Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似。

无序
元素不可重复
支持交集、并集、差集等功能

(7) SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序。

可排序
元素不重复

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

2、Java操纵Redis👉SpringDataRedis

SpringData是Spring中数据操作的模块，包含对各种数据库的集成，其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis。

官网地址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

提供了对不同Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）
提供了RedisTemplate统一API来操作Redis
支持Redis的发布订阅模型
支持Redis哨兵和Redis集群
支持基于Lettuce的响应式编程
支持基于JDK、JSON、字符串、Spring对象的数据序列化及反序列化
支持基于Redis的JDKCollection实现

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。

为了节省内存空间，一般并不会使用JSON序列化器来处理value，而是统一使用String序列化器，要求只能存储String类型的key和value。当需要存储Java对象时，手动完成对象的序列化和反序列化。

java 复制代码

    @Test
    public void testStringRedisTemplate() throws JsonProcessingException {
        // JSON序列化工具
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        // 把学生对象转换为JSON字符串
        Student stu = Student.builder().id(1).name("迪丽热巴").score(666.666).build();
        String stuStr = objectMapper.writeValueAsString(stu);
        // 存入Redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("success:stu:001", stuStr);

        // 读数据
        String stuJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get("success:stu:001");
        // 把学生JSON字符串转换为学生对象
        Student stuFromRedis = objectMapper.readValue(stuJson, Student.class);
        System.out.println(stuFromRedis);
    }

3、ThreadLocal和HandlerInterceptor实现简单接口拦截

ThreadLocal在同一线程内共享登录用户信息
HandlerInterceptor拦截接口，判断当前用户是否登录（通过Session或携带Redis登录令牌）。登录了则往ThreadLocal中存储用户信息，否则返回401

4、使用HttpSession实现登录功能，存储用户信息的弊端

集群的session共享问题：多台Tomcat并不共享session存储空间，当请求切换到不同tomcat服务时导致数据丢失的问题。

session的替代方案应该满足：

数据共享（让多个微服务，多台Tomcat都可以访问登录用户的信息）
内存存储（和session一样都是基于缓存的）
key、value结构

Redis就非常合适😄

发送验证码的时候：用手机号作为KEY，验证码值作为VALUE存储到Redis
登录/注册的时候：根据手机号从Redis查询验证码，判断用户传递的验证码是否正确；登录/注册完成后，生成随机字符串（token）作为KEY，用户信息作为VALUE存储到Redis。然后，把token传递给客户端。客户端需要保存token，以后每次访问接口的时候都要携带token。我会在LoginInterceptor中从Header中获取token值，根据token值从redis中查询用户信息。如果没有查询到用户信息就会返回401，查询到了用户信息后才会放行。存储登录的用户信息的时候，VALUE用的是Redis的Hash类型。
保存登录的用户信息，可以使用String结构，以JSON字符串的形式来保存，但会有额外内存占用，并且不方便修改用户信息中的某一个值。
Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD，并且内存占用更少。

5、数据库和缓存数据一致性

自己写代码实现👉当更新数据库数据的时候，把更新的数据同步同步到redis中
在同步redis数据的时候，采取删缓存的策略（可以避免过多无效的写操作），等下次查询缓存的时候，缓存未命中的时候，再查询数据库并更新缓存
缓存和数据库操作保证一致性(要么同时成功，要么同时失败)❓ ① 如果是单体架构👉把缓存操作和数据库操作放在同一个事务中；② 如果是分布式架构👉使用分布式事务保证两个操作的一致性
应该操作完数据库后，再删除缓存（修改完数据库后，删除缓存的操作执行速度是很快的，产生并发问题的可能性低）

6、缓存穿透

缓存穿透：客户端请求的数据在缓存中和数据库中都没有，这些请求都会打到数据库。
(1) 缓存空对象，并设置较短的过期时间（实现简单😀 但是会有额外的内存消耗，并且可能造成数据的短期不一致）
(2) 布隆过滤（占用内存少😀但是实现复杂，会有误判的可能）

🌼 提前预判：布隆过滤器是一种空间高效的概率型数据结构，会预先将所有合法的缓存 key（如数据库中存在的用户 ID、商品 ID）存入其中。

🌼 拦截无效请求：当请求到达时，先通过布隆过滤器校验 key（如数据库中存在的用户 ID、商品 ID）是否存在：

① 若过滤器判定 "不存在"，则直接返回空结果，无需查询缓存和数据库，拦截无效请求；

② 若判定 "可能存在" ，再继续查询 Redis 缓存，缓存未命中时再查数据库。

🌼核心特性：布隆过滤器可能误判不存在为存在，判定不存在则一定不存在，确保所有无效 key 都被拦截，从源头避免缓存穿透（即请求不断查询不存在的 key，绕过缓存直击数据库）。

7、缓存雪崩

缓存雪崩：同一时段大量的缓存key同时失效或者Redis服务宕机，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力。

📕解决方案：

① 缓存预热的时候，缓存的数据的过期时间增加随机值（保证这些数据不会在同一时刻都过期）

② 利用Redis集群提高服务的可用性

③ 给缓存业务添加降级限流策略（当redis服务宕机的时候，拒绝部分请求，避免给数据库带来巨大压力）

④ 给业务添加多级缓存

8、缓存击穿

缓存击穿问题（热点Key问题）：一个被高并发访问 并且缓存重建较复杂的key突然失效了，无数的请求会在瞬间给数据库带来巨大的冲击。

互斥锁解决缓存击穿：当热点key过期，多个请求到达系统的时候，只允许一个请求（线程）执行缓存重建操作，其他请求都等待（每个一段时间尝试从redis中获取缓存重建的数据）。保证了数据的一致性😀，但是会有多个线程等待缓存重建，系统性能收到影响。

添加逻辑过期时间解决缓存击穿：给热点key增加逻辑过期时间（不要给热点key增加redis的ttl，让热点key永不过期）。当一个热点key过期的时候，当一个线程A发现它过期了，该线程A创建一个新线程B进行缓存重建操作，然后返回redis中的旧数据。其他线程发现热点key过期并且已经有其他线程进行缓存重建了，其他线程就直接返回旧数据。

8.1 基于redis的setnx实现互斥锁

redis的setnx命令会当某个key不存在的时候才给该key设置值。Set the value of a key, only if the key does not exist （只有这个key不存在的时候才给其设置值）
setnx lock 6 是获取锁
del lock 是释放锁（删除锁是释放锁）
要给key设置过期时间，避免因为某些原因导致死锁

热点key一般会提前进行缓存预热，把热点key数据提前存入redis

8.2 基于逻辑过期实现互斥锁的时候要开启新线程进行缓存重建

这里可以用JDK的线程池

java 复制代码

private ExecutorService executors= Executors.newFixedThreadPool(8);