Redis分布式缓存

一、Redis分布式缓存实现

Redis作为一个分布式缓存，最主要的功能就是缓存和查询数据。它的实现有两种方式：单机（standalone）和集群（cluster）。

单机方式最大的缺陷就是缓存不够灵活，当需要增加缓存容量时，需要停止服务，重新调整容量，再启动服务；而集群方式可以避免这个问题，因为缓存可以动态扩容，不需要停机。

另外，集群方式还有更高的性能和可靠性。当缓存单点故障时，集群可以保持数据的完整性，不会出现数据丢失的问题。

二、Redis分布式部署

Redis可通过哨兵模式（Sentinel）或集群模式（Cluster）来实现分布式部署。

哨兵模式： Redis哨兵模式是一种基于主从复制的高可用保障方案，适合部署小规模的Redis集群。每个Redis主节点都会有多个从节点，当主节点出现故障时，从节点可以接管主节点的工作，保证服务的可用性。

集群模式： Redis集群模式是一种基于分片的分布式缓存方案，适合部署大规模的Redis集群。由于采用了分片方式存储数据，可以平衡节点的负载，提高集群的性能。

三、Redis分布式缓存原理

Redis分布式缓存采用了一种称为“虚拟槽（slot）”的方式来实现分片。这种方式可以将数据划分为多个槽，每个槽可以存储一个键值对。Redis节点根据计算出的哈希值决定所要操作的槽，不同节点对应不同的槽，这样就实现了分布式缓存。


// Redis虚拟槽例子
hash_slot = CRC16(key) & 0x3FFF;

四、Redis分布式缓存是什么意思

Redis分布式缓存是指将多个Redis节点组成一个集群，用于存储和查询数据，提高系统的性能和可靠性。

五、Redis分布式锁

Redis分布式锁是指利用Redis的单线程特性，通过在Redis中设置一个键来实现锁的功能，避免并发问题。

六、Redis分布式锁使用场景

Redis分布式锁主要应用在以下场景：

1. 分布式系统任务调度： 多个节点同时触发一个任务，通过Redis分布式锁保证只有一个节点执行任务。

2. 数据库读写： 在多线程并发访问数据库时，为了避免并发问题，可以通过Redis分布式锁保证只有一个线程访问数据库。

3. 分布式应用竞争资源： 多个分布式节点共享同一个资源，通过Redis分布式锁避免资源访问冲突。

七、Redis分布式锁面试题


// Redis分布式锁的实现方式
public boolean lock(String key, String value, long expireTime) {
    if (redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value)) {
        redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
        return true;
    }
    String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);
    if (StringUtils.isNotBlank(currentValue) && Long.parseLong(currentValue) < System.currentTimeMillis()) {
        String oldValue = redisTemplate.opsForValue().getAndSet(key, value);
        if (StringUtils.isNotBlank(oldValue) && oldValue.equals(currentValue)) {
            redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
            return true;
        }
    }
    return false;
}

public void unlock(String key, String value) {
    try {
        String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (StringUtils.isNotBlank(currentValue) && currentValue.equals(value)) {
            redisTemplate.opsForValue().getOperations().delete(key);
        }
    } catch (Exception e) {
        // log.error("unlock error", e);
    }
}

八、Redis分布式缓存方案

Redis分布式缓存方案主要分为两种：哨兵模式和集群模式。

1. 哨兵模式： Redis哨兵模式适合小规模的缓存集群，通过主从复制实现高可用性保障。

2. 集群模式： Redis集群模式适合大规模的缓存集群，可以水平扩展节点数量，提高系统的性能。

九、Redis分布式缓存更新

Redis分布式缓存更新通常有三种方式：

1. 缓存数据自动失效： 在缓存数据写入时设置过期时间，到期后自动清除数据，适合于缓存数据不需要实时更新的场景。

2. 缓存数据手动失效： 在数据发生变更时，通过程序清除缓存，适合于数据更新频率较低的场景。

3. 定时过期+异步更新： 在缓存数据失效前一段时间，通过程序异步更新缓存，保证缓存数据的实时性。

十、Redis分布式缓存面试题

1. Redis如何实现分布式缓存？ Redis采用“虚拟槽”方式实现分片，在多个节点上分布存储缓存数据，提高系统性能。

2. Redis分布式锁怎么实现？ Redis分布式锁利用单线程特性，在Redis中设置一个键来实现锁的功能，避免并发问题。

3. Redis集群模式和哨兵模式有什么区别？ Redis集群模式适用于大规模的缓存集群，可以动态扩展缓存节点，提高系统性能和可靠性；而哨兵模式适用于小规模的缓存集群，通过主从复制实现高可用性。

原创文章，作者：小蓝，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/298087.html