redis 缓存问题汇总

前言：在使用redis的时候，特别是大型应用，会碰到不少问题，下面就来总结一下使用redis时的常见问题

一、redis为缓存的问题

　　1、缓存和数据库双写一致性问题

分析：一致性问题是分布式常见问题，还可以再分为最终一致性和强一致性。数据库和缓存双写，就必然会存在不一致的问题。答这个问题，先明白一个前提。就是如果对数据有强一致性要求，不能放缓存。
　　 我们所做的一切，只能保证最终一致性。另外，我们所做的方案其实从根本上来说，只能说降低不一致发生的概率，无法完全避免。因此，有强一致性要求的数据，不能放缓存。

回答：先淘汰cache，再写db（如果删除缓存失败，那就不要更新数据库，如果说删除缓存成功，而更新数据库失败，那查询的时候只是从数据库里查了旧的数据而已，这样就能保持数据库与缓存的一致性。）

　　2、缓存雪崩、击穿问题　

请参考我的另一篇文章：缓存雪崩、击穿解决方案

　　3、缓存的并发竞争问题

分析：这个问题大致就是，同时有多个子系统去set一个key。这个时候要注意什么呢？大家思考过么。需要说明一下，博主提前百度了一下，发现答案基本都是推荐用redis事务机制。
　　 如果生产环境基本都是redis集群环境，做了数据分片操作。你一个事务中有涉及到多个key操作的时候，这多个key不一定都存储在同一个redis-server上。因此，redis的事务机制，十分鸡肋。

回答：
        1、如果对这个key操作，不要求顺序
             这种情况下，准备一个分布式锁，大家去抢锁，抢到锁就做set操作即可，比较简单。

        2、如果对这个key操作，要求顺序
            一般用串行方式就行，比如队列

二、redis的过期策略及内存淘汰机制

　　这个问题其实相当重要，到底redis有没用到家，这个问题就可以看出来。比如你redis只能存5G数据，可是你写了10G，那会删5G的数据。
怎么删的，这个问题思考过么？还有，你的数据已经设置了过期时间，但是时间到了，内存占用率还是比较高，有思考过原因么?

　　1、redis采用的是定期删除+惰性删除策略。

　　2、为什么不用定时删除策略?

定时删除,用一个定时器来负责监视key,过期则自动删除。虽然内存及时释放，但是十分消耗CPU资源。在大并发请求下，CPU要将时间应用在处理请求，而不是删除key,因此没有采用这一策略.

　　3、定期删除+惰性删除是如何工作的呢?

　　定期删除，redis默认每个100ms检查，是否有过期的key,有过期key则删除。需要说明的是，redis不是每个100ms将所有的key检查一次，
而是随机抽取进行检查(如果每隔100ms,全部key进行检查，redis岂不是卡死)。因此，如果只采用定期删除策略，会导致很多key到时间没有删除。
于是，惰性删除派上用场。也就是说在你获取某个key的时候，redis会检查一下，这个key如果设置了过期时间那么是否过期了？如果过期了此时就会删除。

　　　　（1）上面提到的随机抽取的方式

1、随机测试100个设置了过期时间的key
2、删除所有发现的已过期的key
3、若删除的key超过25个则重复步骤1

说明：这是一个基于概率的简单算法，基本的假设是抽出的样本能够代表整个key空间，redis持续清理过期的数据直至将要过期的key的百分比降到了25%以下。

另外每隔100ms检测一次可以手动修改这频率，可以找关于 hz 选项的说明。

注意：当REDIS运行在主从模式时，只有主结点才会执行上述这两种过期删除策略，然后把删除操作”del key”同步到从结点。

　　4、采用定期删除+惰性删除就没其他问题了么?

不是的，如果定期删除没删除key。然后你也没即时去请求key，也就是说惰性删除也没生效。这样，redis的内存会越来越高。那么就应该采用内存淘汰机制。

在redis.conf中有一行配置：# maxmemory-policy volatile-lru

该配置就是配内存淘汰策略的
    1）noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。--不推荐。
    2）allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key。推荐使用。
    3）allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key。--不推荐。
    4）volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。这种情况一般是把redis既当缓存，又做持久化存储的时候才用。不推荐
    5）volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key。依然不推荐
    6）volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除。不推荐

总结与备忘

1、如果Redis中每天过期大量Key（比如几千万），那么必须得考虑过期Key的清理：
    1）、增加Redis主动清理的频率（通过调大hz参数）；
    2）、手动清理过期Key，最简单的方法是进行scan操作，scan操作会触发第一种被动删除，scan操作时候别忘了加count；

2、dbsize命令返回的Key数量，包含了过期Key；

3、randomkey命令返回的Key，不包含过期Key；

4、scan命令返回的Key，包含过期Key；

5、keys对应的Key数量等同于dbsize；

6、info命令返回的# Keyspace：db6:keys=1034937352,expires=994731489,avg_ttl=507838502
    1）、expires指的是设置了过期时间的Key数量；
    2）、avg_ttl指设置了过期时间的Key的平均过期时间（单位：毫秒）；