Redis缓存篇（一）Redis是如何工做的

Redis提供了高性能的数据存取功能，因此普遍应用在缓存场景中，既能有效地提高业务应用的响应速度，还能够避免把高并发压力发送到数据库层。

由于Redis用做缓存的广泛性以及它在业务应用中的重要做用，因此须要系统地掌握缓存的一系列内容，包括工做原理、替换策略、异常处理和扩展机制。

今天咱们了解缓存的特征和Redis缓存的工做机制。

缓存特征

主要有两个特征：

一是在一个层次化的系统中，缓存必定是一个快速子系统，数据存在缓存中时，能避免每次从慢速子系统中存取数据。

二是缓存系统的容量大小老是小于后端慢速系统的，咱们不可能把全部数据都放在缓存系统中。

Redis缓存处理请求的两种状况

把Redis用做缓存时，会把Redis部署在数据库的前端，业务应用在访问数据时，会先查询Redis中是否保存了相应的数据。此时，根据数据是否存在缓存中，会有两种状况：

• 缓存命中：Redis中有相应数据，就直接读取Redis，性能很是快。
• 缓存失败：Redis中没有相应数据，就从后端数据库中读取数据，性能就会变慢。

由于Redis是独立的系统软件，和业务应用程序是两个软件，所以使用Redis缓存时，要在应用程序中增长三方面代码：

• 当应用程序须要读取数据时，须要在代码中显式调用Redis的GET操做接口，进行查询；
• 若是缓存缺失了，应用程序须要再和数据库链接，从数据库中读取数据；
• 当缓存中的数据须要更新时，也须要在应用程序中显式地调用SET操做接口，把更新的数据写入缓存。

下面是一段示例代码：

String cacheKey = “productid_11010003”;
String cacheValue = redisCache.get(cacheKey)；
//缓存命中
if ( cacheValue != NULL)
   return cacheValue;
//缓存缺失
else
   cacheValue = getProductFromDB();
   redisCache.put(cacheValue)  //缓存更新

 

缓存的类型

按照Redis缓存是否接受写请求，能够分为只读缓存和读写缓存。

只读缓存

只读缓存指读请求会先通过Redis，写操做不会通过Redis，可是会删除相应的数据。当再次读取数据时，会发生缓存缺失，而后从数据库中读取并写入缓存。

读写缓存

读写缓存指除了读请求会发到缓存处理，写请求也会发到缓存处理。

和只读缓存不同的是，在使用读写缓存时，最新的数据是在Redis中，而Redis是内存数据库，一旦出现掉电或宕机，内存中的数据就会丢失。

因此，根据业务应用对数据可靠性和缓存性能的不一样要求，会有两种策略，分别是同步直写和异步写回。

• 同步直写，优先保证数据可靠性：写请求发给缓存，同时也会发给后端数据库进行处理，等到缓存和数据库都写完数据，才给客户端返回。
• 异步写回，优先提供快速响应：全部写请求都先在缓存中处理，等到这些增改的数据要被缓存淘汰时，缓存再写回后端数据库。

只读缓存和读写缓存的选择

• 若是须要对写请求进行回事，选择读写缓存。
• 若是写请求不多，或者是只须要提高读请求的响应速度的话，选择只读缓存。

只读缓存和使用直写策略的读写缓存有什么区别？

使用只读缓存时，是先把修改写到后端数据中，再把缓存中的数据删除。下次访问时，再从后端数据库读取。

• 优势：数据库和缓存彻底一致，缓存中永远保留的是常常访问的热点数据。
• 缺点：数据删除后访问会触发一次缓存缺失，从后端数据库加载数据到缓存中，这个过程访问延时会变大。

使用读写缓存时，是同时修改数据库和缓存中的值。

• 优势：被修改后的数据永远在缓存中存在，下次访问直接命中缓存。
• 缺点：在高并发场景下，可能会致使缓存和数据库的不一致

当数据库或缓存修改失败时：

• 只读缓存：数据库和缓存中的数据保持一致
• 读写缓存：可能致使缓存和数据库的不一致

总结一下：只读缓存牺牲必定性能，优先保证数据库和缓存的一致性，更适合对于一致性要求比较高的业务场景。对于数据库和缓存一致性要求不高，或者不存在并发修改同一个值的状况，使用读写缓存比较合适，保证更好的性能。

参考资料

• 23 | 旁路缓存：Redis是如何工做的？