Redis 缓存的收益和成本

一、缓存带来的回报

1. 高速读写。
2. 降低后端负载：后端服务器通过前端缓存降低负载；业务端使用 Redis 降低后端 MySQL 负载等。

二、缓存带来的代价

1. 数据不一致。缓存层和数据层有时间窗口不一致，和更新策略有关。
2. 代码维护成本。原本只需要读写 MySQL 就能实现功能，但加入了缓存之后就要去维护缓存的数据，增加了代码复杂度。
3. 堆内缓存可能带来内存溢出的风险影响用户进程，如 ehCache、loadingCache。

三、堆内缓存和远程服务器缓存 Redis 的选择

1. 堆内缓存一般性能更好，远程缓存需要套接字传输。
2. 用户级别缓存尽量采用远程缓存。
3. 大数据量尽量采用远程缓存，服务节点化原则。

四、什么是缓存雪崩？你有什么解决方案来防止缓存雪崩？

如果缓存集中在一段时间内失效，发生大量的缓存穿透，所有的查询都落在数据库上，造成了缓存雪崩。

由于原有缓存失效，新缓存未到期间所有原本应该访问缓存的请求都去查询数据库了，而对数据库 CPU 和内存造成巨大压力，严重的会造成数据库宕机。

五、你有什么解决方案来防止缓存雪崩？

1、加锁排队

mutex 互斥锁解决，Redis 的 SETNX 去 set 一个 mutex key，当操作返回成功时，再进行 load db 的操作并回设缓存；否则，就重试整个 get 缓存的方法。

2、数据预热

缓存预热就是系统上线后，将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。这样就可以避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据缓存的问题。

用户直接查询事先被预热的缓存数据，可以通过缓存 reload 机制，预先去更新缓存，再即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的 key。

3、双层缓存策略

C1 为原始缓存，C2 为拷贝缓存，C1 失效时，可以访问 C2，C1 缓存失效时间设置为短期，C2 设置为长期。

4、定时更新缓存策略

时效性要求不高的缓存，容器启动初始化加载，采用定时任务更新或移除缓存。

5、设置不同的过期时间

让缓存失效的时间点尽量均匀

六、什么是缓存穿透？

缓存穿透是指用户查询数据，在数据库没有，自然在缓存中也不会有。这样就导致用户查询的时候，在缓存中找不到对应 key 的 value，每次都要去数据库再查询一遍，然后返回空（相当于进行了两次无用的查询）。这样请求就绕过缓存直接查数据库。

七、你有什么解决方案来防止缓存穿透？

1、缓存空值

如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障）我们仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。 通过这个直接设置的默认值存放到缓存，这样第二次到缓冲中获取就有值了，而不会继续访问数据库

2、采用布隆过滤器 BloomFilter 

将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的 bitmap 中，一个一定不存在的数据会被这个 bitmap 拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。优势占用内存空间很小，bit 存储。性能特别高。 

八、Redis 有哪些特性？

1. 丰富的数据类型
2. 可用于缓存，消息按key设置过期时间，过期后自动删除 setex set expire 时间
3. 支持持久化方式 rdb 和 aof
4. 主从分布式，redis 支持主从支持读写分离 redis cluster，动态扩容方式

九、你用过 Redis 的哪几种特性？

1. 用 sorted Set 实现过排行榜项目
2. 用过期 key 结合 Spring Boot Cache 实现过缓存存储
3. redis 实现分布式环境 seesion 共享
4. 用布隆过滤器解决过缓存穿透
5. redis 实现分布式锁
6. redis 实现订单重推系统