Redis是如何做缓存的

前言

基于Redis的高性能特性，我们将Redis用在缓存场景非常广泛。使用起来方便，响应也是远超关系型数据库。

但我们用Redis做缓存时，也要注意各种问题的应对和措施，比如缓存失效、数据一致性问题等。因此，用redis做缓存需要熟悉这一套逻辑的工作原理、异常处理等。

缓存的工作机制

缓存的特征

说到redis适合做缓存，我们第一时间能想到的原因就是Redis基于内存，响应快。这个是对的，我们结合计算机三个存储介质的速度来看：

• CPU：响应速度20-40ns，存储空间1-32MB；
• 内存：响应速度100ns，存储空间一般在16G-128GB之间；
• 磁盘：响应速度3-5ms，存储空间可达到4TB。

这个对比显而易见，响应速度上cpu > 内存 > 磁盘，存储空间上cpu < 内存 < 磁盘。综合起来看，内存是最适合作为缓存的，因为速度快，而空间也相对来说较大。

在计算机中，缓存有这2种：

• cpu中的缓存：这是用来缓存内存数据的；
• 内存中的缓存：用来缓存磁盘中的数据。

最快的CPU，内存速度也不错，而磁盘是最慢的。如果我们要保证响应速度，就得避免即时从磁盘拉取数据了。

总结一下，缓存的特征就是响应快，避免每次从磁盘获取数据；缓存系统的空间容量比磁盘小，因此不能把所有数据都放缓存中。这也就是Redis作为缓存通常要配合存在磁盘的mysql工作的缘故。

Redis缓存的2种情况

我们用Redis做缓存时，业务数据通常在数据中（比如mysql）。当客户端要访问数据时，先从redis拉取缓存，这时就有2种情况了：

• 数据在缓存上： 也就是缓存命中，此时直接将缓存结果返回。
• 数据不在缓存上：也就是缓存未命中，这个时候就得从mysql来读取数据了，而响应速度自然会慢下来。同时，这个数据也得再写到redis上，避免后续读数据又得走数据库。

redis做缓存的使用方法

使用比较简单，通常就是3步骤：

• 当需读取数据时，首先请求Redis数据，比如用get、hget方法获取Redis缓存。
• 判断第一步的缓存是否存在，存在就直接返回数据了； 若缓存不存在，这时要从数据库来查询数据。
• 数据查询到之后，还得更新到Redis中，比如set、hset方法的调用。

数据除了读取，还会有更新的操作，这时我们还得考虑这个更新的操作。

缓存的类型

我们根据Redis是否接收写请求，可分为只读缓存和读写缓存。

只读缓存就是数据的更新时，直接在数据库更新数据，若Redis已有缓存，需要删除缓存。

只读缓存的数据更新用图来解释很清晰：

读写缓存就是数据的更新，会先在缓存中进行更新，然后再写回数据库。而写回数据库这个动作，可分为同步直写和异步写回。

同步写回就是缓存更新的同时，也给数据库发送写请求。这种方式性能较低，因为每次更新数据都要走数据库，但是它有个优点就是数据可靠性高。缓存故障了也不会丢失数据。

异步写回就是 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，缓存将它们写回后端数据库。用个图例来说明：

我们在选择缓存类型的时候，如果对读请求响应速度要求很高的话，可选只读缓存；如果对写请求要加速，就选择读写缓存。

小结

本文介绍了Redis做缓存会遇到的两种情况，以及2种模式--只读缓存和读写缓存。我们在用Redis做缓存时，结合项目具体背景，按需选择缓存模式。