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Redis穿透：深入了解它的工作情況
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Redis作為一款高性能的開源內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，被廣泛應(yīng)用于各種場景，如緩存、隊列、發(fā)布/訂閱等。在Redis中，常常會遇到訪問緩存中不存在的KEY的情況，這就導(dǎo)致了Redis穿透的問題。本文將深入了解Redis穿透的工作情況，并提供相關(guān)代碼實例。
什么是Redis穿透？
Redis穿透指的是當從Redis中查找不存在的key時，請求將直接發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致查詢效率降低。傳統(tǒng)的解決方法是使用布隆過濾器過濾掉不存在的key，但是布隆過濾器可能會誤判，導(dǎo)致查詢無法正常執(zhí)行。
解決Redis穿透的方法
1. 使用空緩存值
當訪問Redis中不存在的key時，可以將空值存儲在Redis中，并設(shè)置較短的過期時間，這樣在短時間內(nèi)再次訪問時，即可從Redis中獲取到空值，而不需要再次訪問數(shù)據(jù)庫。代碼示例如下：
“`python
value = cache.get(key)
if value is None:
# 如果緩存中不存在key，則從數(shù)據(jù)庫中查詢
value = get_from_db(key)
if value is not None:
# 如果從數(shù)據(jù)庫中查詢到數(shù)據(jù)，則存儲到Redis中，并設(shè)置較短的過期時間
cache.set(key, value, timeout=5)
else:
# 如果從數(shù)據(jù)庫中未查詢到數(shù)據(jù)，則存儲空值到Redis中，并設(shè)置較短的過期時間
cache.set(key, ”, timeout=5)
2. 使用互斥鎖
當多個并發(fā)請求同時訪問Redis中不存在的key時，容易觸發(fā)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)查詢，導(dǎo)致查詢效率降低。因此可以使用互斥鎖機制，保證只有一個請求能夠去查詢數(shù)據(jù)庫。代碼示例如下：
```python
value = cache.get(key)
if value is None:
# 如果緩存中不存在key，則使用互斥鎖機制
lock_key = 'lock:' + key
with cache.lock(lock_key):
# 此時只有一個請求能夠繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼，其余請求會在這里等待
value = cache.get(key)
if value is None:
# 如果緩存中仍然不存在key，則從數(shù)據(jù)庫中查詢
value = get_from_db(key)
if value is not None:
# 如果從數(shù)據(jù)庫中查詢到數(shù)據(jù)，則存儲到Redis中，并設(shè)置較短的過期時間
cache.set(key, value, timeout=5)
else:
# 如果從數(shù)據(jù)庫中未查詢到數(shù)據(jù)，則存儲空值到Redis中，并設(shè)置較短的過期時間
cache.set(key, '', timeout=5)
3. 使用一致性哈希
一致性哈希是一種將數(shù)據(jù)分布到多個節(jié)點的算法，可以有效減少數(shù)據(jù)訪問時的熱點問題和單點故障問題。使用一致性哈希可以將緩存的key分布到多個Redis節(jié)點中，從而減少Redis節(jié)點的訪問壓力，提高系統(tǒng)的并發(fā)能力。代碼示例如下：
“`python
import hashlib
import redis
class ConsistentHashing(object):
def __init__(self, servers, replicas=5):
self.replicas = replicas
self.ring = {}
for server in servers:
for i in range(replicas):
node = ‘%s:%s’ % (server, i)
key = self.gen_key(node)
self.ring[key] = server
def get_node(self, key):
if not self.ring:
return None
hash_key = self.gen_key(key)
for k, v in sorted(self.ring.items()):
if hash_key
return v
return list(self.ring.values())[0]
def gen_key(self, key):
m = hashlib.md5()
m.update(key.encode(‘utf-8’))
return m.hexdigest()
servers = [‘127.0.0.1:6379’, ‘127.0.0.1:6380’, ‘127.0.0.1:6381’]
cache = ConsistentHashing(servers)
value = cache.get(key)
if value is None:
# 如果緩存中不存在key，則從數(shù)據(jù)庫中查詢
value = get_from_db(key)
if value is not None:
# 如果從數(shù)據(jù)庫中查詢到數(shù)據(jù)，則存儲到Redis中，并設(shè)置較短的過期時間
cache.set(key, value, timeout=5)
else:
# 如果從數(shù)據(jù)庫中未查詢到數(shù)據(jù)，則存儲空值到Redis中，并設(shè)置較短的過期時間
cache.set(key, ”, timeout=5)
總結(jié)
本文介紹了Redis穿透的概念和解決方法，包括使用空緩存值、互斥鎖和一致性哈希。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的解決方案，并結(jié)合相關(guān)技術(shù)手段，如布隆過濾器和Redis集群等，來應(yīng)對Redis穿透的挑戰(zhàn)。
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