Redis缓存主要异常及解决方案

1 导读

Redis 是当前最流行的 NoSQL数据库。Redis主要用来做缓存使用，在提高数据查询效率、保护数据库等方面起到了关键性的作用，很大程度上提高系统的性能。当然在使用过程中，也会出现一些异常情景，导致Redis失去缓存作用。

2 异常类型

异常主要有 缓存雪崩 缓存穿透 缓存击穿。

2.1 缓存雪崩

2.1.1 现象

缓存雪崩是指大量请求在缓存中没有查到数据，直接访问数据库，导致数据库压力增大，最终导致数据库崩溃，从而波及整个系统不可用，好像雪崩一样。

2.1.2 异常原因

• 缓存服务不可用。
• 缓存服务可用，但是大量KEY同时失效。

2.1.3 解决方案

1.缓存服务不可用
redis的部署方式主要有单机、主从、哨兵和 cluster模式。

• 单机
  只有一台机器，所有数据都存在这台机器上，当机器出现异常时，redis将失效，可能会导致redis缓存雪崩。

• 主从
  主从其实就是一台机器做主，一个或多个机器做从，从节点从主节点复制数据，可以实现读写分离，主节点做写，从节点做读。
  优点：当某个从节点异常时，不影响使用。
  缺点：当主节点异常时，服务将不可用。

• 哨兵
  哨兵模式也是一种主从，只不过增加了哨兵的功能，用于监控主节点的状态，当主节点宕机之后会进行投票在从节点中重新选出主节点。
  优点：高可用，当主节点异常时，自动在从节点当中选择一个主节点。
  缺点：只有一个主节点，当数据比较多时，主节点压力会很大。

• cluster模式
  集群采用了多主多从，按照一定的规则进行分片，将数据分别存储，一定程度上解决了哨兵模式下单机存储有限的问题。
  优点：高可用，配置了多主多从，可以使数据分区，去中心化，减小了单台机子的负担.
  缺点：机器资源使用比较多，配置复杂。

• 小结
  从高可用得角度考虑，使用哨兵模式和cluster模式可以防止因为redis不可用导致的缓存雪崩问题。

2.大量KEY同时失效
可以通过设置永不失效、设置不同失效时间、使用二级缓存和定时更新缓存失效时间

• 设置永不失效
  如果所有的key都设置不失效，不就不会出现因为KEY失效导致的缓存雪崩问题了。redis设置key永远有效的命令如下：
  PERSIST key
  缺点：会导致redis的空间资源需求变大。

• 设置随机失效时间
  如果key的失效时间不相同，就不会在同一时刻失效，这样就不会出现大量访问数据库的情况。
  redis设置key有效时间命令如下：
  Expire key
  示例代码如下,通过RedisClient实现

/**
* 随机设置小于30分钟的失效时间
* @param redisKey
* @param value
*/
private void setRandomTimeForReidsKey(String redisKey,String value){
//随机函数
Random rand = new Random();
//随机获取30分钟内（30*60）的随机数
int times = rand.nextInt(1800);
//设置缓存时间（缓存的key,缓存的值，失效时间：单位秒）
redisCl