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用Redis做大型网站缓存和数据处理那些事儿,聊聊它到底咋帮忙的

说到现在的大型网站,比如咱们天天用的淘宝、微博、B站这些,那用户量都是亿级别的,这么多人同时访问,要是每次点开一个页面,网站都现去数据库里查数据,那数据库肯定早就累趴下了,页面打开速度也会慢得像蜗牛,这时候,就得请出一个得力帮手——Redis,它就像一个超级能干的“临时工”,专门负责处理那些最频繁、最紧急的活儿,让数据库这个“正式工”能喘口气,去处理更重要的任务。

第一件大事儿:给页面“提速”,让用户感觉“秒开”

这是Redis最拿手的本事,你想啊,网站首页上那些热门商品信息、新闻头条、排行榜单,其实在短时间内变化并不大,但如果每个用户来都查一遍数据库,太浪费了,Redis的解决办法很简单:把第一次从数据库查出来的这些结果,用自己的方式飞快地存到内存里,内存的读写速度比硬盘上的数据库快成千上万倍,接下来一段时间内,再有用户来访问首页,网站就直接从Redis里拿现成的数据展示给用户,根本不用再麻烦数据库,这样一来,页面的加载速度自然就上去了,用户感觉就是“秒开”,这就像小区门口有个便民小超市,大家买瓶水、买包烟就不用特地跑远去大商场了,方便又快捷。(这个思路在技术里常被称为“缓存”,是Redis的核心应用场景之一)

第二件大事儿:管理用户的“登录状态”,保证体验连贯

用Redis做大型网站缓存和数据处理那些事儿,聊聊它到底咋帮忙的

你肯定有过这样的体验:在某个网站登录一次之后,好几天内再打开都不用重新输入账号密码,这个功能背后,Redis也立了大功,传统的做法是把用户的登录信息存在他电脑的Cookie里,或者每次请求都去数据库验证,但这两种方式要么不安全,要么效率低,现在常见的做法是:用户登录成功那一刻,服务器会生成一个独一无二的“令牌”(通常是一串复杂的字符),然后把这个令牌和对应的用户信息(比如用户ID)一起存到Redis里,并设置一个过期时间(比如7天),服务器把这个令牌发给用户的浏览器,之后用户在这个网站上的每一次操作,浏览器都会自动带着这个令牌,服务器收到请求,不用查数据库,只需要去Redis里看一眼这个令牌是否存在、是否有效,就能立刻知道你是谁了,这样既安全,验证速度又极快,保证了你在网站上游览、下单、评论等一系列操作的流畅体验。(这种模式常被称为“分布式Session管理”)

第三件大事儿:应对“秒杀”和“抢购”这种极限挑战

像双十一秒杀、限量球鞋抢购这种场景,瞬间会有几十万、上百万人同时点击“购买”按钮,这种时候,如果所有请求都直接冲到数据库去扣减库存,数据库绝对瞬间崩溃,结果可能就是库存扣成负数(超卖),或者系统直接卡死,Redis又能在这里发挥关键作用,因为Redis是单线程处理命令的,它能保证命令是一个接一个顺序执行,不会出现混乱,我们可以把商品的库存数量提前放到Redis里,当海量的抢购请求涌来时,所有的扣减库存操作都在Redis内部完成,Redis会使用一个特殊的命令(比如DECR),这个命令能保证“检查库存”和“减少库存”这两个动作是连续、不可打断的,从而确保库存不会减到0以下,绝对不会发生超卖的情况,等抢购高峰过去了,系统再找个时间把Redis里最终的库存数量同步回数据库就行了,Redis就像是一个临时的“交通警察”,在流量洪峰时,把所有车辆(请求)指挥得井井有条,避免了交通瘫痪(系统崩溃)。

用Redis做大型网站缓存和数据处理那些事儿,聊聊它到底咋帮忙的

第四件事儿:实现“实时”的排行榜和计数器

微博的热搜榜、视频的播放量、文章的点赞数,这些都需要实时更新和展示,如果每次点赞都直接去数据库更新一个数字,对于高频操作来说,数据库压力很大,用Redis就特别合适,因为它内置了专门用于排序的数据结构(如ZSET)和非常高效的增加命令(INCR),每有一个播放,就在Redis里给这个视频ID的计数加1,这个操作速度极快,排行榜也是,根据这个分数(播放量、点赞数)实时排序,用户每次刷新都能看到最新的榜单,这种实时性,用Redis来实现可以说是事半功倍。

总结一下

所以你看,Redis在大型网站里干的都是些“急、重、快”的活儿,它凭借着自己全部数据放在内存里的极致速度,以及丰富多样的数据结构,充当了整个系统架构中的“高速缓冲层”和“实时计算引擎”,它的存在,不是为了取代数据库,而是给数据库加上一个强大的助手,一个“超级外挂”,它把最频繁的访问、最需要速度的场景扛在自己肩上,从而保证了大型网站在面对海量用户和高并发请求时,依然能够保持流畅、稳定和快速响应,可以说,现在但凡有点规模的网站,背后几乎都离不开Redis的默默支持。