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Java面试第十二山！《Redis缓存》

news 来源：原创 2025/5/10 15:12:37

大家好，我是陈一。如果文章对你有帮助，请留下一个宝贵的三连哦～万分感谢！

一、Redis是什么？为什么用它？

Redis（Remote Dictionary Server） 是一个高性能的 内存数据库，支持多种数据结构（如String、Hash、List、Set等），常用于缓存、分布式锁、消息队列等场景。

为什么用Redis？

极速读写：数据存储在内存，比磁盘数据库快100倍以上。
缓解数据库压力：将热点数据缓存到Redis，避免频繁访问数据库。
丰富的数据结构：灵活应对不同业务场景（如排行榜用ZSet）。
高可用：支持主从复制、哨兵、集群模式，保障服务稳定性。

二、Redis核心数据结构与使用场景

数据结构	特点	典型应用场景	示例代码（Java）
String	最简单的Key-Value存储	缓存验证码、计数器	`set user:1 "Alice"`
Hash	存储对象属性	用户信息、商品详情	`hset product:1001 name "Phone" price 5000`
List	有序、可重复	消息队列、最新消息列表	`lpush news "Update1"`
Set	无序、去重	好友关系、抽奖去重	`sadd friends:1 "user2" "user3"`
ZSet	有序、按分数排序	排行榜、延迟任务	`zadd leaderboard 95 "PlayerA"`

三、Redis缓存三大经典问题及解决方案

1. 缓存穿透（查不存在的数据）

问题：大量请求绕过缓存，直接访问数据库（如查询ID=-1的数据）。

解决：

布隆过滤器：预加载合法Key，拦截非法请求。
缓存空值：set key:null " " 300（设置短过期时间）。

2. 缓存雪崩（大量Key同时过期）

问题：缓存集中失效，数据库瞬间压力激增。

解决：

随机过期时间：expire key 3600 + random(600)。
集群部署：Redis Cluster分散节点压力。

3. 缓存击穿（热点Key过期）

问题：某个热点Key失效，大量并发请求直达数据库。

解决：

互斥锁：使用setnx命令保证只有一个线程重建缓存。
永不过期：逻辑过期时间 + 异步更新。

四、持久化机制：RDB vs AOF

机制	原理	优点	缺点	适用场景
RDB	定时生成数据快照	文件小，恢复快	可能丢失最后一次快照后的数据	容灾备份
AOF	记录所有写操作命令	数据完整性高	文件大，恢复慢	高数据安全要求场景

生产建议：开启 AOF + RDB 混合模式（Redis 4.0+），兼顾性能与安全。

五、Redis高可用方案

1. 主从复制（Master-Slave）

主节点写，从节点读，数据异步同步。缺点：主节点宕机需手动切换。

2. 哨兵模式（Sentinel）

自动监控主节点状态，故障自动切换。
架构图：

3. Cluster集群

数据分片存储，支持水平扩展。
每个节点负责一部分槽（slot），通过CRC16算法分配。

六、Java操作Redis实战

1. 客户端选择

Jedis：同步阻塞，简单易用。
Lettuce（推荐）：基于Netty，支持异步、响应式编程，连接可复用。

2. Spring Data Redis整合

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(factory);
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setValueSerializer(RedisSerializer.json());
        return template;
    }
}

// 使用注解缓存
@Cacheable(value = "user", key = "#userId")
public User getUserById(String userId) {
    // 查询数据库
}

注意事项：