Redis 核心知识点：持久化、高可用、常见问题

Redis 不仅仅是缓存，它是一个高性能的内存数据结构存储，可以用作数据库、缓存和消息代理。本文带你从零理解 Redis 的核心概念、持久化机制、高可用架构，以及常见的缓存问题和解决方案。

Redis（Remote Dictionary Server）是一个高性能的内存数据结构存储，常用作数据库、缓存和消息代理。

核心优势： 由于整个数据集都保存在 RAM 中，Redis 能够提供极低延迟的读写操作。

典型应用场景：

一句话理解： Redis 不只是缓存，它是一个功能丰富的内存数据结构服务器。

虽然 Redis 是内存数据库，但它提供了两种主要的持久化机制，确保数据在服务器重启或故障后不会丢失。

架构师建议： 可以同时使用两种方法，实现更强的数据完整性保障。

持久化保护了单机上的数据，但无法防止机器本身故障。要构建真正健壮的系统，需要从单实例持久性转向服务级高可用。

3.1 基础：主从复制（Master-Slave）

3.2 自动故障转移：Redis Sentinel

Redis Sentinel 是专门的高可用解决方案，自动化管理 Redis 实例和处理故障。

适用场景： 数据集可以放在单机上，主要目标是自动故障恢复。

3.3 扩展与高可用：Redis Cluster

Redis Cluster 是内置的分布式部署解决方案，同时提供可扩展性和高可用性。

适用场景： 数据量超出单机内存限制，需要水平扩展。

3.4 Sentinel vs Cluster 对比

选型口诀： 数据能放单机 → Sentinel；数据超出单机 → Cluster。

Redis 和 Memcached 都是流行的内存数据存储，常用于缓存，但设计理念和能力差异显著。

一句话总结： Redis 已演进为多功能数据存储，Memcached 仍是专注、高性能的简单缓存方案。

使用缓存会引入新的故障模式，架构师必须提前规划以确保系统稳定性。

问题 1：缓存雪崩（Cache Avalanche）

大量缓存键同时过期，或 Redis 服务本身故障，导致请求洪流直接冲击后端数据库。

问题 2：缓存穿透（Cache Penetration）

攻击者或 Bug 反复请求缓存和数据库中都不存在的数据，每次请求都绕过缓存直接打到数据库。

问题 3：缓存击穿（Cache Breakdown）

单个非常热门的"热点键"过期，大量并发请求同时尝试查询数据库并重建缓存（"惊群效应"）。

分布式锁用于在多个进程或服务器之间同步对共享资源的访问。Redis 因其原子命令（如 SETNX）常被用于实现分布式锁。

挑战与解决方案：

一句话总结：

Redis 是一个极其多功能的高性能工具，远不止是缓存。它可以作为闪电般快速的缓存、主数据库、消息代理和分布式协调工具。

核心能力速记：

理解了这些核心概念，你就掌握了 Redis 的灵魂。