Postgres 可以替代 Redis 作为缓存吗？_AI阅读总结 — 包阅AI

包阅导读总结

1. `Postgres`、`Redis`、`缓存`、`WAL`、`逐出策略`

2. 本文探讨了能否用 Postgres 替代 Redis 作为缓存，介绍了 Postgres 中通过未记录表及相关操作实现缓存的方法，包括处理 WAL、过期和逐出策略等，同时提及了与 Redis 机制的对比及面临的一些问题。

– 能否用 Postgres 替代 Redis 作为缓存

– 可通过未记录表实现，未记录表防止特定表生成 WAL

– WAL 确保数据库更改记录，在极端情况维护数据完整性，Redis 有类似机制 AOF

– 作为缓存需关闭特定表的 WAL，否则影响性能

– 缓存数据的过期处理

– 可使用存储过程实现过期，带来一定复杂性

– 需按计划调用存储过程，可使用扩展 pg_cron 及创建调度程序

– 逐出策略

– 过期可保持存储大小，也可添加列实现 LRU 逐出策略

– Redis 提供八种现成逐出策略，Postgres 可问 ChatGPT 设其他策略

思维导图：

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作者：Raphael

发布时间：2024/7/21 18:24

语言：中文

总字数：4308字

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评分：82分

标签：数据库,缓存,Postgres,Redis,性能优化

以下为原文内容

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Stephan 和 Martin 都表示，我们可以通过使用 UNLOGGED 表将 Postgres 变成缓存服务。

结合Martin Heinz《你不需要专用的缓存服务 – PostgreSQL 作为缓存》这篇文章内容（链接：https://martinheinz.dev/blog/105），得到了这些答案：

Postgres 中的未记录表是一种防止特定表生成 WAL（预写日志）的方法。

反言之，WAL可确保对数据库所做的所有更改，在实际写入数据库文件之前都已记录。在系统崩溃和断电等极端情况的时候，就有助于维护数据完整性。

补充说明：Redis提供了一种类似的机制，称为仅附加文件 (AOF) ，它不仅提供了一种在 Redis中持久保存数据的机制，而且还以类似的方式运行，即记录在 Redis 中执行的所有操作。如果使用 Redis 作为主数据库，我们会启用 AOF ，而如果使用 Postgres 作为缓存，我们会关闭（在特定表上）WAL。

对于每次数据修改，Postgres 必须更改写入 WAL 和数据文件。这使所需的写入操作数量加倍。

除此之外，为了确保每个已提交的事务都物理写入磁盘，WAL被设计为强制执行磁盘刷新 (fsync)。频繁的磁盘刷新操作会影响性能，因为它们会引入等待磁盘确认数据已安全写入的延迟。

Postgres会使用WAL来重放和应用自上次检查点以来所做的任何更改，如果我们没有此日志记录，则无法通过重放WAL记录将数据库恢复到一致状态。但这也是缓存的一大特点。

CREATE UNLOGGED TABLE cache (    id serial PRIMARY KEY,    key text UNIQUE NOT NULL,    value jsonb,inserted_attimestamp);
CREATE INDEX idx_cache_key ON cache (key);

Martin 和 Stephan 都表示，可以使用存储过程来实现过期，这会导致一定的复杂性。

因此，Stephan甚至更进一步建议我们使用ChatGPT来编写存储过程。

CREATE OR REPLACE PROCEDURE expire_rows (retention_period INTERVAL) AS$$BEGIN    DELETE FROM cache    WHERE inserted_at < NOW() - retention_period;
    COMMIT;END;$$ LANGUAGE plpgsql;
CALLexpire_rows('60minutes');

然而事实是，大多数现代应用程序不再依赖存储过程，而且现在很多软件开发人员都反对使用存储过程，以此避免把业务逻辑泄露到数据库中，且随着存储数据的增加，管理和理解会变得更为麻烦。

此外，我们还需要按计划调用这些存储过程。为此，我们需要使用一个扩展 pg_cron 。安装扩展后，我们仍然需要创建调度程序：

SELECT cron.schedule('0 * * * *', $$CALL expire_rows('1 hour');$$);SELECT * FROM cron.job;

Stephan在他的文章中没有提到逐出策略，而Martin则表示，由于过期可以保持存储大小，因此也可以作为一个选择。

但是，如果仍然想要启用逐出策略，Martin建议在我们的表中添加一个名为 last_read_timestamp的列，并偶尔运行另一个存储过程来实现“最近使用”（LRU）逐出策略。

CREATE OR REPLACE PROCEDURE lru_eviction(eviction_count INTEGER) AS$$BEGIN    DELETE FROM cache    WHERE ctid IN (        SELECT ctid        FROM cache        ORDER BY last_read_timestamp ASC        LIMIT eviction_count    );
    COMMIT;END;$$ LANGUAGE plpgsql;CALL lru_eviction(10);

Redis 提供了八种现成的逐出策略（官方文档：https://redis.io/docs/latest/develop/reference/eviction/）。如果想要为“Postgres Cache”设置另一种逐出策略？问ChatGPT即可。

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