客户端缓存简介

Redis 中的服务器辅助客户端缓存

客户端缓存减少了 Redis 客户端和服务器，这通常可以提高性能。

默认情况下，应用程序服务器（位于用户应用程序和数据库之间）会联系 Redis 数据库服务器通过客户端库进行每个读取请求。 下图显示了来自用户应用程序的通信流， 通过 Application Server 访问数据库，然后再返回：

当您使用客户端缓存时，客户端库 在检索数据项时维护数据项的本地缓存 从数据库中。当再次需要相同的项目时，客户端 可以满足来自缓存而不是数据库的读取请求：

访问缓存比通过 网络，它减少了网络流量。客户端缓存减少 数据库服务器上的负载，因此您可以使用更少的硬件来运行它 资源。

与其他形式的缓存一样， 客户端缓存在非常常见的使用案例中效果很好，其中数据的一小部分 的访问频率要比其他数据高得多（根据 到帕累托原则）。

在数据更改时更新缓存

所有缓存系统都必须实现一个方案来更新缓存中的数据 当 main 数据库中的相应数据发生更改时。Redis 使用 方法称为跟踪。

启用客户端缓存后，Redis 服务器会记住或跟踪密钥集 每个客户端连接之前已读取。这包括客户端 直接读取数据，就像GET命令，以及服务器根据存储的数据计算值的位置， 与 一样STRLEN.当任何客户端 将新数据写入跟踪的密钥，服务器发送失效消息 分配给以前访问过该密钥的所有客户端。此消息会发出警告 其缓存的数据副本不再有效的客户端，以及客户端 将驱逐过时的数据作为响应。下次客户端读取 相同的 key，它将直接访问数据库并刷新其缓存 替换为更新的数据。

注意：
如果来自客户端的任何连接断开连接（包括 一个），则客户端将刷新 客户端缓存。然后，缓存将恢复，以便从 仍处于活动状态的连接。

下面的序列图显示了两个客户端在它们 访问并更新相同的密钥：

哪些客户端库支持客户端缓存？

以下客户端库从规定的版本开始支持 CSC：

客户 版本
redis-py 5.1.0 版
Jedis 5.2.0 版

哪些命令可以缓存数据？

所有只读命令（使用@read ACL 类别） 将使用缓存数据，但以下情况除外：

  • probabilistic 和 time series 数据类型的任何命令。 这些类型被设计为经常更新，这意味着缓存 几乎没有好处。
  • 非确定性命令（如HRANDFIELD,HSCAN, 和ZRANDMEMBER.根据设计，这些命令 每次调用它们时都会给出不同的结果。
  • Redis 查询引擎命令（使用FT.*前缀），例如FT.SEARCH.

您可以使用MONITOR命令设置为 检查使用客户端缓存时的服务器行为。因为MONITOR只 报告来自服务器的活动，您应该会找到第一个可缓存的 访问密钥会导致服务器响应。但是，随后 访问由缓存满足，因此MONITOR应该举报 NO server 活动（如果客户端缓存正常工作）。

命令会缓存哪些数据？

从广义上讲，来自对命令调用 在首次使用后进行缓存。该数据的子集 或从中计算的值像往常一样从服务器中检索，并且 然后单独缓存。例如：

  • 检索到的整个字符串GET将添加到缓存中。检索到的同一字符串的部分SUBSTR根据 server 的 URL 中，然后与原始 字符串。
  • 用GETBIT或BITFIELD在字符串上 将返回值与原始字符串分开缓存。
  • 对于键访问的复合数据类型 （hash、JSON、set 和 sorted set）、 整个对象与各个字段分开缓存。 因此，的JSON.GET mykey $和JSON.GET mykey $.myfield创造 单独的条目。
  • 范围包括列表、流、 排序集与它们所属的对象分开缓存。同样 由SINTER和SDIFF创建单独的缓存条目。
  • 对于多键读取命令，例如MGET, 键的顺序很重要。例如MGET name:1 name:2是 cached 与MGET name:2 name:1因为服务器会返回 值。
  • 根据数据类型计算的布尔值或数值（例如SISMEMBER） 和LLEN与 对象。

使用建议

与任何缓存系统一样，客户端缓存也有一些限制：

  • 缓存的可用内存量有限。当限制 时，客户端必须从 cache 为新的数据腾出空间。
  • 缓存未命中、跟踪和失效消息总是会略微增加 性能损失。

以下是一些准则，可帮助您在这些准则中有效地使用客户端缓存 局限性：

  • 对缓存不友好的数据使用单独的连接： 缓存带来最大的好处 对于经常读取且不经常更新的键。但是，您 也可能包含频繁接收的数据，例如计数器和记分板 更新。在这种情况下，失效的性能开销 消息可能大于缓存节省的费用。避免此问题 通过使用单独的连接，而不对 对缓存不友好。

  • 估计可以缓存的项目数：客户端库允许您 指定要在缓存中保存的最大项目数。你 可以通过除以 最大所需大小 按要存储的项目的平均大小在内存中缓存 （使用MEMORY USAGE命令来获取密钥的内存占用）。例如，如果你有 10MB（或 10485760 字节）可用于缓存，平均 项目的大小为 80 字节，您可以容纳大约 10485760 / 80 = 缓存中的 131072 个项目。监控内存使用情况 在您的服务器上，使用实际测试负载来调整您的估计值 向上或向下。

    参考

    Redis 服务器为客户端缓存实现了 主要的 Redis 客户端，但可能对自定义客户端和其他 高级应用程序。有关客户端缓存的所有可用选项的完整技术指南，请参阅 Client-side caching reference。

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