redis 现在已经成为大家软件开发过程中必不可少的 缓存 中间件了，合理的使用redis，可以使我们的线上服务在应对高并发时候变的游刃有余，极大的减轻了数据库服务的压力。
您可以通过本文了解redis热点key问题。
今天给大家带来的是 如何解决高并发访问下的redis热key问题以及相关解决方案 。主要内容有如下几个部分：
- 什么是redis的热点key问题？
- 什么是缓存穿透？
- 什么是缓存雪崩？
- 如何快速的发现热点key？
- 业内解决缓存热key的一些方案（ 有赞技术方案 、 阿里云 Redis最佳实践 ）
- 设计一个实时发现并解决热点key的技术方案？
什么是redis 的热key问题？
在突发情况下、短时间内出现大量请求同时访问redis的某些特定的key 。
大量的访问请求瞬时怼到指定的一台或多台（主从节点的情况下）redis服务器上，占据大量带宽的同时，也给redis服务器带来了较大的压力。严重的情况下，redis服务器可能会无法承受访问请求压力导致 缓存服务器 响应缓慢甚至 宕机 。这时候所有的请求都会直接去访问数据库，缓存服务器都无法承受住请求压力，数据库可想而知，导致线上数据库无法响应而宕机，最终所有服务都无法响应，产生严重的线上事故。
缓存击穿
图片来源于阿里云redis最佳实践-热点key问题的发现与解决
常见的容易产生热点key的有以下场景：
- 商品秒杀 ：同一个商品短时间内产生大量请求，产生商品详情、库存、下单链路等热点缓存
- 微博明星、大V宣布恋情 （例如 鹿晗 宣布与关晓彤的恋情搞挂微博）
- 热点新闻、热点评论等
什么是缓存穿透？
缓存穿透Java示例代码
上面的代码给大家展示了一个典型的缓存穿透的例子，简单流程示意图如下：
缓存穿透代码流程图
当这条数据不存在的时候，我们始终都无法从缓存中获取到这条数据，这个时候就会再次请求数据库。当这个漏洞被不法分子利用，大量请求这条数据的时候，就会直接查询到数据库。这就是所谓的“ 缓存穿透 ”。
缓存穿透并不复杂，最简单的解决方案就是 即使数据库查询到的数据为null时候也写缓存。 但是把缓存的过期时间设置短一点，比如1分钟，过期了再走一遍数据库查询数据是否存在，这样既可很好的避免缓存穿透的问题。
什么是缓存雪崩？
缓存雪崩 指的是在某一时间段，缓存中大量的key集中过期失效。
例如线上所有的商品详情都存在redis中，且设置为一个小时过期。这样当过了一个小时之后，所有的商品详情缓存数据都集中过期，线上所有请求商品详情的业务都会去请求数据库，数据库将会承受较大的压力，且周期出现。
图片来自网络
知道问题的现象和产生的原因后，怎么解决也就容易多了，制定一定的策略， 保证redis中的key不要在同一个时间点集中失效，将所有要过期的key分散到各个时间点逐步的过期 即可。
如何快速的发现热点key
了解了上面的 热点key问题 、 缓存穿透 、 缓存雪崩 ，我们再一起来看看 如何发现热点key 。如果我们无法及时的发现热点key，就无法及时的处理热点key可能造成的问题，及时监控并处理，防患于未然才能让线上的服务长治久安。
发现热key的方式可以有如下几种：
- 业务明确的情况下，可以评估出是否存在热点key，上线前即可准备好相关处理方案；
- redis自带的 monitor命令 可以实时抓取到redis服务器接收到的命令，但是该命令对redis的性能有一定的影响，要知道redis可是单线程的。高并发情况下不可取；
- 收集redis key访问日志，实时计算出热点key排名
业内解决缓存热key的一些方案
那么发现了热点key如何解决呢？
有赞TMC方案
这里推荐大家看一下有赞技术团队的TMC方案《有赞透明多级缓存解决方案（TMC）》，不仅提供了发现热点key的方法并提供了系统的解决方案。
基本架构设计思想如下（文末会提供参考文章链接）：
图片来自《有赞透明多级缓存解决方案（TMC）》
图片来自《有赞透明多级缓存解决方案（TMC）》
阿里云redis最佳实践
现在中小企业都上云了，阿里云的redis相信大家一定不陌生，针对redis热点key问题的发现与解决，在redis最佳实践文档中也做了详细的说明，大家也可以详细了解一下阿里云redis的设计思路。
阿里云redis最佳实践
设计一个实时发现并解决热点key的技术方案
如果让我们自己来设计这样的一个服务，如何来设计呢？这里提出问题，欢迎各位技术大佬“ 八仙过海，各显神通 ”。
- 这个系统应该具有哪些功能？
- 有什么样的挑战？
- 如何做到高可用？
- 采用什么样的技术或算法？
欢迎评论区留言讨论~
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参考文章：
《有赞透明多级缓存解决方案（TMC）》
链接：#articleHeader4
《阿里云redis最佳实践-热点key问题的发现与解决》
链接：#title-rpb-0kp-un1
