Redis：MySQL算老几？

原创： 码农翻身刘欣

前言：上一篇《MySQL：缓存算什么东西？》里挖了一个坑，也有很多人说没看过瘾，今天接着写，把坑填上，不过得把视角换一下，让Redis上台发言。

我知道MySQL看我不顺眼，不就是他的好基友Tomcat不怎么搭理他了吗？ 这能怪我？ 谁让他那么慢？

张大胖把我Redis安排到这个系统中来，那就是为了提升系统的响应速度，我把数据都暂时放到了内存中，每当Tomcat需要的时候直接拿走就是了，都不用联系MySQL。只有我这里没有数据的时候Tomcat才会给MySQL说一句：“哥们，把这个SQL执行一下啊，把数据告诉我！”

MySQL不死心，不断使坏，总想着把我给干掉，恢复他昔日的荣耀和地位。可历史的车轮滚滚向前，想逆潮流而动，无异于螳臂挡车啊！

有时候我真想把我缓存中的数据删除，让高并发的访问都压到他那里去， 累死他！ 可一想到自己的职业道德，尤其是张大胖那可怜样，还是忍了吧。

黑客攻击？

这一天中午，Tomcat发现流量有些异常，之前大部分的数据我都可以处理，这一次大量的请求在我Redis这里竟然获取不到数据！ Tomcat*向MySQL求援：“哥们，这儿有一个SQL啊， 这儿还有一个， 又来一个......”

MySQL刚开始非常高兴，满心欢喜地去执行，可是他很快就发现事情不对， 执行完这些SQL，在数据库中也查不到数据。他不满地对Tomcat说：“兄弟，你这是在折腾我吗？ 你看看你这个SQL中where ID = xxxx, 这些ID在数据库都不存在嘛。”

Tomcat头也不抬：“又来一个SQL, 还有一个......”

让我比较佩服的是， MySQL还是比较职业的，尽管有怨气，他还是不折不扣地执行，很快他就累到了。

整个系统慢如蜗牛，连正常的请求也处理不了。

张大胖赶紧介入，经过一番调查，他发现很多请求故意去查询那些一定不存在的数据，缓存中肯定没有，于是请求一定会发到MySQL去执行，在流量大时，MySQL就挂掉了。

换句话说：在黑客的精心算计之下，我这个缓存成了摆设，缓存被穿透了！

张大胖把此事定性为黑客攻击。

缓存空值

这一次，MySQL终于意识到了我的价值，他出了一个主意：“Redis同学，你把那些不存在的key和对应的空值也缓存下来不就行了？下次访问，就直接返回一个null给这些黑客，别再来找我了。”

我一听就知道这是个馊主意：“这些key在你那里都不存在，还让我缓存，那不就是要浪费我的空间吗？ 张大胖给我分配的空间是有限的啊。”

“你不是可以设定数据的有效期嘛，比如过3分钟就过期，删除它，空间不就腾出来了。”

“那在这三分钟内，如果这个key对应的数据真的被加入到了你MySQL当中，那岂不就不一致了？！” 我问道。

MySQL说道：“如果发生这种情况，就可以想办法清除掉缓存中的数据，只是程序逻辑就变得复杂了......”

“退一步来说，假设我缓存了他们，那黑客完全可以换一些新的key来攻击啊！缓存中还是没有，还得去你那里查，这个办法不妥！”  我下了结论。

布隆过滤器

MySQL说：“如果能事先得知这个key是不是在数据库存在就好了，可是想知道是否存在，那就得把所有的key都放到缓存中，Redis，你能受得了吗？”

我当然受不了。

Tomcat眼前一亮：“你们听说过布隆过滤器没有？”

我说：“当然知道了，这是个神奇的数据结构，只需要极少的空间就可以判断一个元素是不是在一个集合之内，这正好是我们所需要的场景啊：判断key是否存在。”

（码农翻身注：布隆过滤器大家可以参考相关资料，这里不再展开。）

Tomcat说：“对，比如我们可以把所有的用户ID建立一个布隆过滤器，这样当那些黑客的请求过来以后，先用这个过滤器拦截一下，如果黑客要访问的用户ID不在这个过滤器中，我们就直接把他踢出去了。”

MySQL也是经验丰富：“可是这个Bloom Filter有误报啊，即使某个用户ID不在集合中，他也可能报告说在集合中。这个时候Tomcat就认为这是一个合法的用户ID，就去Redis中查，不存在，然后到我这里查，还是不存在。”

我说：“哎呀，一定的误报也是允许的，没有完美的事情，总要付出代价不是？”

大家都表示同意。

数据失效

黑客的攻击的威胁解除了，日子又恢复了平静，MySQL意识到了我的价值，也不再唠唠叨叨了。

我这个缓存的容量是有限的，不可能无限制地增加，所以张大胖添加到缓存的数据有一个有效期，过了有效期，我就会把他删除，腾出空间，让别的数据使用。

如果是普通的缓存数据失效，那就罢了，大不了从数据库中再去一次就是了。

可是这一次，有个超级热门的数据失效了，Tomcat组成的集群中有无数的线程都问我要数据，当我告诉他们这个数据已经失效以后，他们扭头便转向MySQL，疯狂地发出SQL语句，问MySQL要数据。

MySQL傻眼了，这么多的线程，每个要发出的SQL都是相同的，可是又不得不执行。

MySQL又一次累倒了，我想他再次体会到了我的重要性。

他对Tomcat说道：“兄弟，给我发这么多的一模一样的SQL，你想累死我啊！ 你就不能控制一下？只让一个线程发查询过来，让其他的等待一下？ 那个线程取到数据以后，其他线程就可以从缓存取了！”

Tomcat觉得很有道理，可是现在系统中有多个Tomcat，每个都是平等的，怎么去选出那个唯一的线程呢？

如果是在同一个JVM中还好办，轻轻松松用一把进程内的锁搞定， 可是这分布式的Tomcat，每个都是一个JVM，每个都是一个进程， 怎么搞？

我说：“这很简单，我Redis这里可以提供一个分布式的锁，谁获得了这把锁，谁就可以访问数据库。”

MySQL佩服地说：“老弟真是不错，我服了你了，以后你一定要尽可能的把流量都给挡住，别往我这里发了，实在是太可怕了！”

Tomcat补充到：“是啊，这Redis缓存太重要了！”

突然间他注意到了我还只有一台机器： “你现在怎么还是单台机器？ 一个实例？ 万一挂了怎么办？ 一定得像我一样，搞集群，提高可用性啊！”

MySQL说：“啊？ 这多吓人，从今天开始，我将时时刻刻为你祈祷，上帝保佑，你千万别挂掉。”

与此同时，张大胖开始着手Redis集群了......

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