深入理解Redis哨兵模式及缓存策略

Redis哨兵模式详解

Redis哨兵模式自2.8版本起引入，旨在解决主从切换过程中的人工干预问题。在哨兵模式下，哨兵进程能够自动监控Redis实例的健康状况，当检测到主服务器故障时，能够自动将其中一个从服务器提升为主服务器，确保服务的连续性。

哨兵模式不仅监控主服务器，还监控从服务器的状态。一旦主服务器出现故障，哨兵会根据预设的规则自动进行故障转移。哨兵模式的关键特性包括：

• 自动故障检测与恢复：哨兵进程定期检查Redis实例的健康状态，一旦发现主服务器故障，会自动执行故障转移。


• 多哨兵支持：可以配置多个哨兵实例，增强系统的容错能力。


• 配置更新：故障转移后，哨兵会自动更新从服务器的配置，使其指向新的主服务器。

哨兵模式的配置相对简单，主要涉及以下几个关键参数：

# 哨兵实例监听的端口
port 26379
# 工作目录
 dir /tmp
# 监控的主服务器信息
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
# 主服务器的认证密码
sentinel auth-pass mymaster MySuperSecretPassword
# 主服务器被认为下线的时间阈值
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
# 故障转移时并行同步的从服务器数量
sentinel parallel-syncs mymaster 1
# 故障转移的超时时间
sentinel failover-timeout mymaster 180000

Redis缓存策略与挑战

Redis缓存的高效使用极大地提升了应用性能，但在实际应用中也面临一些挑战，如缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩等。

缓存穿透

缓存穿透指的是查询一个不存在的数据，由于缓存中没有该数据，导致每次查询都直接访问数据库，增加了数据库的负担。解决方案包括：

• 布隆过滤器：使用布隆过滤器在缓存层过滤掉不存在的查询请求，减少对数据库的无效访问。


• 缓存空对象：将查询结果为空的对象也缓存起来，并设置较短的过期时间，防止频繁查询数据库。

缓存击穿

缓存击穿是指某个热点数据在缓存过期后，大量请求同时访问数据库，导致数据库压力骤增。解决方案包括：

• 设置热点数据永不过期：对于热点数据，可以考虑设置较长或永不过期的策略。


• 加互斥锁：使用分布式锁确保同一时间只有一个请求访问数据库，其他请求等待锁释放后再访问。

缓存雪崩

缓存雪崩是指在某个时间段内大量缓存同时失效，导致请求直接访问数据库，造成数据库压力剧增。解决方案包括：

• Redis高可用：通过搭建Redis集群提高系统的可用性，即使某个节点故障，其他节点仍可继续提供服务。


• 限流降级：在缓存失效后，通过限流和降级策略控制访问数据库的请求数量，避免数据库过载。


• 数据预热：在高峰访问前预加载缓存，设置不同的过期时间，使缓存失效时间分散，减少集中失效的风险。