Full Stack

Redis

Use Cases

  1. Cache
    • 把常用的資料回傳，省略長時間的 IO 操作
  2. Shared Session
    • 在 stateless server 間共享 session
  3. Distributed lock
    • 用在程式間想共用某種資源的時候
    • 用 setnx (set if not exists)
      • atomic
  4. Rate Limiter
    • 用 increment 和 expiration 實現

快取常見策略

  • cache aside
    • 先問 cache，沒有的話再問 db，並把 db 回傳的資料放到 cache
  • read through
    • client 只能存取到 cache，如果沒資料，cache 會去 db 拿資料
  • write through
    • client 寫資料時，cache 會留一份資料，並把資料寫到 db
  • write behind
    • 和 write through 很像，但是不會立即寫到 db，會等到有更多的資料時，才一次寫到 db

Feature

  • NoSQL
  • In-memory
  • Key-Value

Basic Command

  • redis-server
    • default port: 6379
  • redis-cli

Access data

  • set <key> <value>

    • Pretty much everything stored in Redis is going to be a type of string by default

  • get <key>

  • del <key>

  • exists <key>

  • keys <pattern>

    • find keys with certain pattern
    • keys *
      • get all keys

  • flushall

    • get rid of everything

Expiration

  • ttl <key>

    • show time to live
      • “-1” for no expiration
      • “-2” already expired

  • expire <key> <second>

  • setex <key> <seconds> <value>

    • set with expiration

Data Structure

List

  • lpush/rpush <key> <value>
  • lrange <key> <start index> <end index>
    • <end index> can be -1
  • lpop/rpop <key>

Set

  • sadd <key> <value>
  • smembers <key>
  • srem <key> <value>
    • remove

Hash

Key-value in Key-value

  • hset <key> <field> <value>
  • hget <key> <field>
  • hgetall <key>
    • get everything about <key>
  • hdel
  • hexists <key> <field>
  • Redis doesn’t support nested hash struct

刪除過期 key

定期刪除

在固定間隔時間隨機抽 key 檢查並刪除

惰性刪除

在訪問 key 的時候發現過期就刪除

maxmemory-policy (Eviction)

可以設定這些 policy，在記憶體依然額滿的情況下做對應的處理

  • noeviction
  • allkeys-lru
  • allkeys-lfu
  • volatile-lru
  • volatile-lfu
  • allkeys-random
  • volatile-random
  • volatile-ttl

快取情境問題

快取雪崩 Cache Avalanche

  • 某個時刻大量 cache 失效，使資料庫需要承擔很大的流量。
  • 解法
    • 幫 cache 加上額外的隨機過期時間

快取擊穿 Hotspot Invalid

  • 某個 hotspot 的 cache 失效，使大量請求跑到資料庫
  • 解法
    • 讓 hotspot 永不過期
    • 查詢資料庫的部分加上 lock

快取穿透 Cache Penetration

  • client request 不存在的資料，因為同時不存在於 cache 和資料庫中，所以直接跑到資料庫
  • 解法
    • 在 application 先過濾掉非法請求
    • Bloom Filter 布隆過濾器

Persistence

RDB

  • 固定時間對所有資料做快照，memory dump 出來
  • recovery 比 AOF 快
  • save、bgsave

AOF

  • 紀錄操作流程
  • 檔案比較肥

Rewrite

當 AOF 太大，Redis 會生一個新文件取代舊的，用最少操作生出目前的資料

混合

在 AOF 重寫的時候也利用 RDB 前面是 RDB，後面是 AOF

Availability

主從同步

一主多從，把讀取壓力分擔到 slave 上

哨兵模式 Sentinel

會有哨兵不斷地 Ping 主從伺服器，確認是否有異常

如果哨兵是集群，有哨兵檢測到異常，會判斷某伺服器主觀下線，當有一定數量的哨兵投票認為伺服器不可能用，就會變成客觀下線，進行 failover

Cluster

分擔寫入壓力

Redis 有 16384 個 slot，透過 hash 分配 key 到不同的 slot

預設會另外用 port 16379 來讓節點間溝通

可以混和主從同步達到高可用