Redis は一般的なキャッシュ戦略を実装します

インターネット技術の継続的な発展に伴い、データの処理と送信の重要性がますます高まっており、パフォーマンスを最適化する重要な手段としてキャッシュ技術がますます注目を集めています。 Redis は高性能キャッシュ データベースとして、Web アプリケーションのパフォーマンスと効率を向上させるためによく使用されます。この記事では、Redis が一般的なキャッシュ戦略を実装する方法を紹介します。

1. キャッシュ無効化戦略

キャッシュ無効化とは、キャッシュに保存されているデータが時間またはその他の理由で期限切れになったことを意味します。データのリアルタイム性を確保するには、キャッシュ無効化ポリシーを設定する必要があります。 Redis は、時間無効化戦略、空間無効化戦略、アクティブ無効化戦略など、いくつかのキャッシュ無効化戦略を提供します。

時間有効期限ポリシー: この有効期限ポリシーは、キャッシュされたデータのタイムアウト期間を指定します。 Redis では、Expire コマンドを使用してキャッシュされたデータの有効期限を設定でき、キャッシュされたデータが有効期限を超えると、Redis はキャッシュからデータを自動的に削除します。

スペース無効化ポリシー: この無効化ポリシーは、キャッシュされたデータが占めるスペースを指定します。 Redis では、MaxMemory コマンドを使用してキャッシュの最大メモリ使用量を設定できます。 Redis のメモリ使用量が最大メモリ設定に達すると、Redis は LRU アルゴリズムに従って、最も最近使用されていないキャッシュ データを自動的に削除します。

アクティブな無効化戦略: この無効化戦略は、開発者が定義した無効化戦略です。実際のアプリケーションでは、アクティブな障害を達成するためのビジネス ニーズに基づいて、対象を絞った障害戦略を策定できます。たとえば、ユーザーが特定のデータを変更した場合、キャッシュされたデータのリアルタイム性を確保するために、対応するキャッシュされたデータを削除するようにプログラムを通じて Redis に通知できます。

2. キャッシュ ブレークダウン戦略

キャッシュ ブレークダウンとは、キャッシュには存在しないがデータベースには同時に存在するデータにアクセスする、多数の同時リクエストを指します。この場合、データベースに大きな負荷がかかり、パフォーマンスが低下します。キャッシュの故障を避けるために、次の戦略を使用できます。

遅延読み込み戦略: この戦略では、データ キャッシュの設定を 2 つのステップに分割します。まず、Redis 上で該当するキャッシュデータを検索し、見つからない場合は null 値を返します。次に、バックグラウンド タスクがデータベースのデータを非同期的にクエリし、クエリされたデータをキャッシュに書き込みます。この戦略ではキャッシュの侵入を回避できますが、キャッシュの侵入の問題が発生する可能性があります。

プリロード戦略: この戦略は、データ キャッシュを事前にロードすることです。つまり、アプリケーションの起動時に、データがキャッシュにプリロードされます。この戦略はキャッシュの侵入を効果的に回避できますが、初期化コストが高くなります。

3. キャッシュペネトレーション戦略

キャッシュペネトレーションとは、存在しないデータをクエリすることを指します。この場合、クエリはキャッシュを経由せずにデータベースに直接送信されます。キャッシュはデータを返すことができないため、このようなクエリはデータベースに大きな負荷を与えます。キャッシュの侵入を避けるために、次の戦略を採用できます:

空のキャッシュ戦略: この戦略は、キャッシュの侵入を避けるために、存在しないデータをクエリするときに Redis で null 値を返すことです。キャッシュ侵入戦略に問題が発生する可能性があります。

ブルーム フィルター戦略: この戦略はブルーム フィルターの原理に基づいており、ビット配列を使用してデータがキャッシュに存在するかどうかを記録します。存在しないデータをクエリする場合、データがビット配列に存在しない場合は、直接 null 値が返されます。ブルーム フィルターは低いエラー率でデータが存在するかどうかを判断できるため、キャッシュの侵入を効果的に回避できます。

4. キャッシュなだれ戦略

キャッシュなだれとは、キャッシュに障害が発生した場合に、多数の同時リクエストが同時にキャッシュにアクセスし、データベースに過剰な負荷がかかることを意味します。圧力がかかり、最終的にはシステムの崩壊を引き起こします。キャッシュ雪崩を回避するために、次の戦略を採用できます:

分散キャッシュ戦略: この戦略は、キャッシュの圧力を複数の Redis ノードに分散することです。分散キャッシュでは、隣接するノードが異なるデータセットを担当するため、単一障害点やキャッシュ雪崩が回避されます。

洗練された有効期限戦略: この戦略は、キャッシュされたデータの有効期限を分散することです。つまり、キャッシュされたデータごとに異なる有効期限を設定して、キャッシュの有効期限を短縮します。たとえば、キャッシュされたデータが 1,000 個あり、各データの有効期限が一定の範囲内でランダムに設定されている場合、ある時点で大量のキャッシュ データが失敗しても、キャッシュ アバランシェの問題は発生しません。 。

要約すると、Redis はさまざまなキャッシュ戦略の実装方法を提供します。実際のアプリケーションでは、ビジネス ニーズに基づいて適切なキャッシュ戦略を選択し、アプリケーションのパフォーマンスと効率を最適化できます。

以上がRedis は一般的なキャッシュ戦略を実装しますの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。