《公有云技术与应用》课件-26.分布式缓存服务

公有云技术与应用分布式缓存服务目录CATALOG定义核心技术组成核心优势应用场景分布式缓存服务的定义01

提升系统性能的关键技术分布式缓存服务在高并发业务场景中，数据库往往成为性能瓶颈，而分布式缓存通过将热点数据暂存在内存中，大幅减少数据库访问压力，就像为系统加装了“高速缓存区”。01分布式缓存服务的定义我们将从定义、优势、核心技术及应用场景展开解析，理解其如何成为支撑高并发业务的“性能加速器”。01分布式缓存服务的定义定义分布式缓存服务是由云厂商提供的托管式内存数据库服务。基于分布式架构将数据存储在多节点内存中，支持键值对（Key-Value）存储，提供高吞吐、低延迟的数据访问能力，同时具备弹性扩容、高可用部署、数据持久化等特性。

01分布式缓存服务的定义与本地缓存（如应用内存缓存）相比，分布式缓存的核心差异在于“分布式与共享性”01文档数据库服务的定义01文档数据库服务的定义多台应用服务器可共享同一缓存集群，避免单机缓存的数据孤岛问题；通过集群化部署突破单节点内存容量限制，支持TB级缓存数据，01文档数据库服务的定义例如某电商平台的分布式缓存集群存储了1亿用户的登录状态，供thousandsof应用服务器共享访问。指标分布式缓存磁盘数据库读写延迟0.1~1ms5~100ms吞吐量100万+QPS1万~5万QPS数据结构丰富（哈希/队列等）仅关系型核心优势02

1.超高性能与低延迟数据存储在内存中，读操作延迟低至微秒级（通常<1ms），吞吐量可达每秒百万级；相比数据库查询（毫秒级），热点数据访问速度提升100-1000倍。

02核心优势

2.减轻数据库压力

缓存高频访问数据（如商品详情、用户会话），减少数据库查询次数。例如，某资讯平台通过缓存首页推荐内容，数据库访问量降低60%，避免了峰值期的数据库过载。

02核心优势

3.弹性扩展与高可用

支持在线扩容节点数量或内存容量（如从3节点扩至6节点），缓存容量随业务增长线性提升。采用主从架构或集群模式（如RedisCluster），单节点故障时自动切换，可用性达99.99%。02核心优势

4.数据持久化与安全支持RDB（定时快照）和AOF（日志追加）两种持久化方式，避免缓存节点重启导致的数据丢失。部分产品提供数据加密（如传输加密TLS）和VPC隔离，保障缓存数据安全。02核心优势核心技术组成0303核心技术组成1.数据模型与存储

以键值对为核心数据模型，支持丰富的数据结构：字符串、哈希、列表、集合、有序集合；例如，用SortedSet存储用户积分排行榜，支持按分数范围查询。

03核心技术组成2.分布式架构

采用分片集群模式：数据按键的哈希值分布到不同节点（如RedisCluster的16384个哈希槽），实现负载均衡；每个节点配置从节点，主节点故障时从节点自动晋升为主节点。

03核心技术组成3.缓存策略

淘汰策略：当内存满时，按LRU、LFU等策略删除旧数据；

。

更新策略：支持Cache-Aside、Write-Through、Write-Behind等模式，确保缓存与数据库数据一致性。

03核心技术组成4.集群管理

内置哨兵机制（如RedisSentinel）监控节点健康状态，自动完成故障检测与切换。云厂商提供可视化控制台，支持一键部署集群、配置参数、查看监控指标（如命中率、内存使用率应用场景04需求：Web应用需存储用户登录会话（如Token），支持多台应用服务器共享会话状态，避免用户重复登录。

（一）会话存储与用户认证04应用场景

方案：

采用分布式缓存存储会话数据（键为SessionID，值为用户信息JSON），设置2小时过期时间；

应用服务器通过SessionID从缓存获取用户信息，实现跨服务器会话共享，用户切换应用节点时无需重新登录。

04应用场景

（一）会话存储与用户认证需求：电商商品详情页日均访问1000万次，需降低数据库查询压力，提升页面加载速度。

（二）高频访问数据缓存

04应用场景

方案：

商品详情首次查询时从数据库加载，同时写入缓存（键为商品ID，值为详情JSON），设置10分钟过期时间；

后续请求直接从缓存获取，缓存命中率达95%以上，页面加载时间从2秒缩短至0.3秒。

04应用场景

（二）高频访问数据缓存

需求：游戏平台需实时展示用户积分排行榜，支持每秒更新排名，用户可查看自己的排名及附近用户。

（三）实时排行榜与计数器

04应用场景

方案：

用SortedSet存储用户积分（键为“游戏排行榜”，成员为用户ID，分数为积分）；

通过ZADD命令更新积分，ZRANK命令查询用户排名，ZREVRANGE命令获取前100名用户，操作延迟<5ms，满足实时性要求。04应用场景

（三）实时排行榜与计数器

总结与实践任务05其设计关键在于平衡“命中率”与“一致性”，需根据业务场景选择合适的缓存策略和数据结构。

分布式缓存服务通过“内存存储+分布式架构”，解决了高并发场景下的数据访问性能问题，是构建高性能系统的核心组件。05总结与实践任务

05总结与实践任务

特性RedisMemcached数据结构丰富(5种)简单(Key-Value)持久化支持不支持集群模式原生支持需第三方代理主流引擎对比：

1.登录云控制台，创建