一:什么是缓存穿透?

  - 定义

    - 正常情况下,我们在理想的条件下去查询缓存数据都是存在的。

    - 那么请求去查询一条数据库中不存在的数据,也就是缓存和数据库都查询不到这条数据。

    - 所以请求每次都会打到数据库上面去,这种查询不存在数据的现象我们称为缓存穿透。

  - 问题

    - 在大量的恶意请求会直接打到数据库上,会造成数据库的压力过大。影响正常业务,同时可能造成数据库宕机。

  - 解决方案

    - 缓存空值

      - 发生穿透的大部分情况,都是因为缓存中没有存储这些空数据的key。从而导致每次查询数据库。

      - name我们就可以把这些对应的空值缓存,在查询,则直接返回缓存的null。

      - 设置空值时候不要忘记设置过期时间。

    - BloomFilter(布隆过滤器)

      - 详细请看 《算法 - 布隆过滤器》

      - 由于布隆过滤器的特性,适合去重或者过滤不经常删除的数据。

      - 也可以当数据量大时,作为前置过滤器使用。

    - 方案选择

      - 在对于穿透的方案选择中,更应该对穿透的键做进一步的分析。

      - 针对于一些恶意攻击,攻击带过来的大量key 是不存在的

        - 那么我们采用第一种方案就不太合适,因为会缓存大量不存在key的数据。

        - 针对这种key异常多、请求重复率比较低的数据,我们就没有必要进行缓存,使用第二种方案直接过滤掉。

      - 而对于空数据的key有限的,重复率比较高的,我们则可以采用第一种方式进行缓存。

二:什么是缓存击穿?

  - 定义

    - 在业务场景中,大量的请求同时查询一个 key 时,而这个key此时刚好失效。

    - 就会导致大量的请求都(击穿)打到数据库上面去。

    - 这种现象我们称为缓存击穿。

  - 问题

    - 在瞬间大量的查询会直接打到数据库上,会造成数据库的压力过大。影响正常业务,同时可能造成数据库宕机。

  - 解决方案

    - 定期刷新 Redis 过期时间

      - 定期监控键的过期时间,在将要过期的 key 重刷 ,使得 key缓存一直存在。

    - 锁

      - 在key失效导致需要去查询数据库时,对第一个查询加 互斥锁,其余查询等待锁释放。

      - 在做完缓存后,释放锁资源。

      - 缺点是在做缓存的时候,导致等待。

三:缓存雪崩

  - 定义

    - 某时刻发生大规模缓存失效,会有大量的请求访问DB,导致数据库宕机。

  - 缓存雪崩的解决方案

    - 事前 (为防止缓存雪崩)

      -  Redis,可以使用 主从+哨兵 ,Redis Cluster 来避免 Redis 全盘崩溃的情况。

      - 尽量保证服务的高可用

    - 事中 (避免大规模访问DB)

      - 启动自身的限流&降级处理方法, 避免MySQL被打死.

    - 事后 (尽快的恢复缓存服务)

      - Redis持久化机制,尽快恢复缓存集群

    - 偷图

      - 《Redis - 穿透/击穿/雪崩/集中失效》-LMLPHP

四:热点数据集中失效问题

  - 定义

    - 在设置缓存的时候,一般会给缓存设置一个失效时间,对于一些热点的数据来说,当缓存失效以后会存在大量的请求过来,然后打到数据库去,从而可能导致数据库崩溃的情况。

  

  - 解决方案

    - 设置不同的失效时间

      - 为了避免这些热点的数据集中失效,那么我们在设置缓存过期时间的时候,我们让他们失效的时间错开。

      - 比如在一个基础的时间上加上或者减去一个范围内的随机值。

    - 互斥锁

      - 结合上面的击穿的情况,在第一个请求去查询数据库的时候对他加一个互斥锁,其余的查询请求都会被阻塞住,直到锁被释放,从而保护数据库。

      - 但是也是由于它会阻塞其他的线程,此时系统吞吐量会下降。需要结合实际的业务去考虑是否要这么做。

 

05-11 22:43