redis之作为缓存的使用(一)

对于一个分层的系统当中,如果不同层之间存在速度不一致的问题,就会用到缓存技术,可以把一些需要经常访问的数据放到缓存当中,这样就可以增加加快访问的速度

对于计算机系统中存在两种缓存

1:LLC缓存:cpu中的末级缓存,用来存放内存中的数据,避免每次从内存中存取数据。

2:内存中的高速页缓存,即page-cache,用来缓存内存中的数据,可以避免每次从磁盘中获取数据

对于互联网应用来说,就是redis是快速子系统,数据库时慢速子系统

但是对于缓存来说,它的容量总是有限的,也也可以说明缓存的所能够保存的数据量也很有限,所以对于互联网应用来说,缓冲中的数据也必然会按照一定规则淘汰出去,写会到后端子系统(为什么会写会?)

同时读取新的数据,再写入到缓存。

Redis 本身是支持按一定规则淘汰数据的,相当于实现了缓存的数据淘汰,这也是 Redis 适合用作缓存的一个重要原因。

Redis 用作缓存时,我们会把 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,

此时会有两种情况:缓存命中:则读取数据,返回成功

缓存确实:则需要读取数据库中的数据,并写入缓存(但是这里就会有数据不一致性的问题,写入缓存中的数据,如果进行修改操作,怎么通知缓存更新数据?)

redis是一个独立的软件,和业务应用程序是两个软件,当部署了 Redis 实例后,它只会被动地等待客户端发送请求,然后再进行处理。所以,如果应用程序想要使用 Redis 缓存,我们就要在程序中增加相应的缓存操作代码。所以,我们也把 Redis 称为旁路缓存,也就是说,读取缓存、读取数据库和更新缓存的操作都需要在应用程序中来完成。(引用)

通过在应用程序中加入 Redis 的操作代码,可以让应用程序使用 Redis 缓存数据了。除了可以从 Redis 缓存中查询,读取数据以外,应用程序还可能会对数据进行修改,对于我们来说就由两种选择,既可以在缓存中修改,也可以在后端数据库中进行修改。

所以这里提供了两种缓存实现方式:只读缓存和读写缓存。只读缓存能加速读请求,而读写缓存可以同时加速读写请求。而且,读写缓存又有两种数据写回策略,可以让我们根据业务需求,在保证性能和保证数据可靠性之间进行选择。

下面介绍只读缓存:
只读缓存:当应用程序调用get接口,会查询缓存中数据是否存在,而写请求则会发往数据库,在数据库中增删改,对于删改的数据来说,如果 Redis 已经缓存了相应的数据,应用需要把这些缓存的数据删除,Redis 中就没有这些数据了。当下次读取时会从数据库当中读,然后写回到缓存中(这样凡是修改过的数据下次必须要先从数据库读出,对于经常进行写操作的程序来说,降低了redis的使用性能)。

读写缓存:
对于读写缓存来说,除了读请求会发送到缓存进行处理(直接在缓存中查询数据是否存在),所有的写请求也会发送到缓存,在缓存中直接对数据进行增删改操作。此时,得益于 Redis 的高性能访问特性,数据的增删改操作可以在缓存中快速完成,处理结果也会快速返回给业务应用,这就可以提升业务应用的响应速度。但是redis是内存性数据库,一旦出现掉电或宕机,内存中的数据就会丢失,应用的最新数据可能会丢失,给应用业务带来风险。

所以提供了两种将数据写入数据库的方式:
根据业务应用对数据可靠性和缓存性能的不同要求,我们会有同步直写和异步写回两种策略。其中,同步直写策略优先保证数据可靠性,而异步写回策略优先提供快速响应。

同步直写:写请求发给缓存时,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(原子性),才给客户端返回。这样,即使缓存宕机或发生故障,最新的数据仍然保存在数据库中,这就提供了数据可靠性保证。

但是缺点就是同步直写会降低缓存的访问性能。这是因为缓存中处理写请求的速度是很快的,而数据库处理写请求的速度较慢。即使缓存很快地处理了写请求,也需要等待数据库处理完所有的写请求,才能给应用返回结果,这就增加了缓存的响应延迟。

异步写会策略:则将响应速度排在了第一位,此时,所有写请求都先在缓存中处理。等到这些增改的数据要被从缓存中淘汰出来时,缓存才将它们写回后端数据库。这样一来,处理这些数据的操作是在缓存中进行的,很快就能完成。只不过,如果发生了掉电,而它们还没有被写回数据库,就会有丢失的风险了。

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