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redis 缓存命中率降低，该如何解决？

news 来源：原创 2025/5/28 17:21:06

命中率降低

Redis 缓存命中率降低，可能是由于多个因素导致的，比如缓存未命中、缓存污染、缓存淘汰过快等。针对不同情况，可以采取以下优化措施：

1. 分析缓存命中率下降的原因

在优化之前，先使用 Redis 监控工具 分析命中率下降的具体原因：

redis-cli info stats | grep "keyspace_hits\|keyspace_misses"

keyspace_hits 表示缓存命中次数
keyspace_misses 表示缓存未命中次数
计算缓存命中率：

2. 减少缓存穿透

问题：请求的 Key 在缓存和数据库中都不存在，导致每次请求都要查询数据库，增加 keyspace_misses。

解决方案：

布隆过滤器（Bloom Filter）
在 Redis 之前使用 布隆过滤器 存储可能存在的 Key，避免无效查询：

import com.google.common.hash.BloomFilter;
import com.google.common.hash.Funnels;

BloomFilter<Integer> bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.integerFunnel(), 100000);
bloomFilter.put(12345); // 预存 Key
if (!bloomFilter.mightContain(54321)) {
    return "数据不存在"; // 直接返回，避免数据库查询
}

缓存空值
例如，对于查询不到的 Key 存入一个短 TTL（如 60s）的空值：
```
SET key "null" EX 60
```
风险：要避免缓存大量空值，占用 Redis 内存。

3. 减少缓存击穿

问题：某个热点 Key 失效后，短时间内大量请求击中数据库，导致 Redis 负载降低，数据库压力激增。

解决方案：

设置热点 Key 的自动续期（使用 逻辑过期+异步重建）

String value = redis.get("hot_key");
if (value == null) {
    if (redis.setNx("lock_hot_key", "1", 10)) { // 尝试获取锁
        value = dbQuery(); // 查询数据库
        redis.setEx("hot_key", value, 60); // 重新缓存
        redis.del("lock_hot_key"); // 释放锁
    } else {
        Thread.sleep(100); // 等待其他线程加载完成
        value = redis.get("hot_key");
    }
}

预加载数据：

提前加载热点数据到 Redis，避免突然失效带来的冲击。

使用 Lua 脚本 实现 原子性 续期：

local ttl = redis.call("TTL", KEYS[1])
if ttl > 0 then
    redis.call("EXPIRE", KEYS[1], ttl + 30) -- 续期 30s
end

4. 减少缓存雪崩

问题：大量 Key 同时过期，导致 Redis 负载骤降，数据库压力激增。

解决方案：

设置随机过期时间，避免同一时刻大量 Key 失效：

redis.setEx("key", value, 60 + new Random().nextInt(30)); // 60-90s 随机过期

分批加载缓存
- 在高并发场景下，采用 预热缓存 的方式，在系统启动或数据更新时提前加载缓存。

5. 优化缓存淘汰策略

问题：Redis 可能因为 内存不足 频繁淘汰数据，导致缓存命中率下降。

解决方案：

调整淘汰策略：
- volatile-lru（淘汰最近最少使用的 key）
- allkeys-lru（淘汰所有 key 中最近最少使用的）
- volatile-ttl（优先淘汰快过期的 key）
- allkeys-random（随机淘汰）
- 设置适合的 maxmemory-policy：
```
CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru
```
使用大 Key 拆分
- 如果某个 Key 过大（如存储了整个用户历史数据），可拆分成多个小 Key，减少单 Key 失效影响。

6. 提升 Redis 读取性能

问题：如果 Redis 本身读取性能下降，也可能导致命中率降低。

解决方案：

优化数据结构：
- 使用 Hash 代替 String：
```
redis.hset("user:1001", "name", "Alice");
redis.hset("user:1001", "age", "25");
```
- 减少大 Key 读取，如 List, Set, Zset，避免一次性加载大量数据。

开启 Redis 读写分离：

部署 Redis 主从架构，让从节点分担读取压力：
```
redis-cli -h master-ip replicaof slave-ip 6379
```

在 Spring Boot 代码中配置多个 Redis 连接：

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes: 192.168.1.1:6379,192.168.1.2:6379,192.168.1.3:6379

总结

问题	优化方案
缓存穿透	布隆过滤器、缓存空值
缓存击穿	热点数据续期、逻辑过期、预加载
缓存雪崩	随机过期时间、分批加载
缓存淘汰	调整淘汰策略、拆分大 Key
Redis 读写	读写分离、优化数据结构