有关 Redis 缓存的一些应用场景及踩过的坑

一、前言

在上家公司用到 Redis 作为缓存的场景比较多,常用的数据结构除了 Hash 其他均有用到,总结下当时部分业务场景的实现方案以及上线之后遇到的问题。


二、业务场景

Redis_1_1.png
如上图所示,这是个游戏评论页,整个页面的数据按照某些维度分开存储在 Redis 中,在返回 APP 端数据时拼装到一起。着重介绍一下「游戏评分」及「游戏评论」这两个典型案例。

2.1 游戏评分

要求:

  • 评分后实时展示最终结果

2.2 游戏评论(含回复)

要求:

  • 用缓存实现评论的 CRUD 功能,最大限度的减少数据库压力

三、实现方案

3.1 游戏评分

最终方案:

将评论中的评分累加得到一个总分及总评论数,放入 Redis 中,总分除以总评论数即得到平均评分,此后用户评论实时操作 Redis 中的值。

3.2 游戏评论(含回复)

注意点:

  • 冷热数据(通常只有前几页的访问频率较高)
  • 排序(点赞、头衔、回复等因素影响排序)
  • 数据写入方式(实时 or 定时)

Redis_1_2.png
如上图所示,分别有三种 Redis 缓存的设计方案,从左到右逐步优化。
最终方案:

首次进入页面只加载前 50 条热点数据,同时将评论ID 及具体的评论内容分开存储到 Redis 中。评论ID 用 Zset 存储,评论内容用 String 或者 Hash 存储。这样做的好处是删除或修改某个热点评论时,能最大限度的减少影响的数据,只需要从 Zset 中删除一个 id,或者修改对应的评论内容缓存即可。排序通过 Zset 中的 score 属性实现。

下面用时序图的方式介绍 CRUD 的流程:
① 获取评论列表

sequenceDiagram
title: 获取评论列表流程
participant user as 用户
participant hero as 服务端
user->>hero: 用户进入评论列表页
hero->>hero: 从数据库中查询前 50 条热点数据
hero->>hero: 将 50 个评论ID 放入 Zset 中,评论内容用单独 key 存储
hero->>hero: 根据页码计算偏移量,用 zrevrang 方法获取当前页评论ID 列表
hero->>hero: 如果偏移量大于 50 则继续从数据库中查询并追加到 Zset 中
hero->>hero: 拼装点赞数、回复数等附加数据
hero-->>user: 返回评论列表
② 添加评论(影响评分)
sequenceDiagram
title: 添加评论流程
participant user as 用户
participant hero as 服务端
participant timer as 定时器
user->>hero: 用户发表评论
hero->>hero: 查询数据库中最大的评论ID 并放入 Redis 中
hero->>hero: 缓存的最大评论ID + 1
hero->>hero: 拼装评论内容并放入 Redis 中
hero->>hero: 将评论ID 添加到热点评论ID 缓存列表中
note over hero: 实时变动游戏评分
hero->>hero: 相应评分数 + 1
hero->>hero: 总评论数 + 1 且总评分累加
hero-->>user: 返回评论成功
note over timer: 每隔半小时
note over timer: 数据库回写
timer->>timer: 回写在「数据库最大评论ID 及 Redis 最大评论ID」 区间内的数据
③ 删除评论(不影响评分)
sequenceDiagram
title: 删除评论流程
participant user as 用户
participant hero as 服务端
user->>hero: 用户删除评论
hero->>hero: 根据评论ID 查询数据库是否存在
hero->>hero: 存在则逻辑删除数据库中的数据
hero->>hero: 删除 Zset 中相应的元素
hero->>hero: 删除对应的评论内容缓存
hero->>hero: 删除对应的评论回复
hero->>hero: 总评论数 - 1
hero-->>user: 返回删除成功

四、线上遇到的问题

4.1 我下载的、我试玩的、我喜欢的、我点评的列表数据经常变为 1 条,与个人主页的统计数不符

原因:列表缓存 10 分钟,有序集合类型,通过 zadd 命令追加数据,而缓存失效后如果用户点下载或者试玩,zadd 命令会自动创建一个空的列表,并将刚操作的游戏ID加入,导致列表只有一条数据。
解决方法:在追加数据前先判断缓存是否存在,不存在则从数据库加载并放入 Redis,之后再通过 zadd 命令往里追加。

4.2 腾讯视频人气从几百万突然变为几百,此前几天无异常

原因:人气、点赞等数据缓存时间为一周,失效后通过 incr 命令会自动创建 key 并从 0 开始累加。
解决方法:累加前先判断缓存是否存在,不存在则从数据库加载并放入 Redis,之后再通过 incr 命令累加。

4.3 某个用户下拉游戏推荐列表到第 14 页时无返回数据

原因:该用户下拉到第 13 页后,过了将近 20 分钟后才继续下拉到第 14 页,此时 Redis 中游戏推荐列表的缓存已失效,重新加载是默认加载前50条,而第 14 页是需要 131~140 的数据,故而找不到对应的下标则返回空列表。
解决方法:适当延长缓存时间规避这种情况,当然这并不能百分百解决。

4.4 判断当前用户是否点赞「点赞数为 0」的评论或者回复时每次都要查询数据库

原因:点赞记录会加载进 Redis 缓存中,如果点赞数为 0 则代表没点赞记录也就是没缓存,进而导致每次都发生缓存穿透。
解决方法:缓存中设置一条默认的点赞记录。


五、结语

以上就是在上家公司涉及到 Redis 缓存比较典型的业务场景,方案也是当时设计的,可能并非最优方案,如有问题欢迎探讨。