Redis中緩存穿透/擊穿/雪崩問題和解決方法
緩存問題
1. 緩存穿透---查不到
緩存穿透是指用戶想查詢一個(gè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)Redis中沒有,也就是緩存沒有命中,就向持久性數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)起查詢,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)也沒有這個(gè)數(shù)據(jù),于是查詢失敗了。
當(dāng)用戶請(qǐng)求很多的情況下,緩存沒有命中,數(shù)據(jù)庫(kù)也沒有數(shù)據(jù),會(huì)給數(shù)據(jù)庫(kù)造成很大的壓力,這就是緩存穿透。
解決方案
第一種解決方案:使用布隆過濾器
使用布隆過濾器之后,將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)放入布隆過濾器中,每次數(shù)據(jù)查詢首先查詢布隆過濾器,當(dāng)在過濾器中判斷存在時(shí),再到緩存查詢,如果沒有,再進(jìn)入數(shù)據(jù)查詢。
如果在布隆過濾器中不存在,則直接返回告訴用戶該數(shù)據(jù)查不到,這樣能大大減輕數(shù)據(jù)庫(kù)查詢壓力。
第二種方案:緩存空對(duì)象
當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)不存在時(shí),將返回的空對(duì)象緩存起來,同時(shí)設(shè)置一個(gè)過期時(shí)間,之后在訪問數(shù)據(jù)時(shí),將從緩存中獲取,從而保護(hù)了數(shù)據(jù)庫(kù)。
存在問題:
對(duì)空值設(shè)置過期時(shí)間,會(huì)存在更新數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)到緩存數(shù)據(jù)失效的這一段時(shí)間,緩存數(shù)據(jù)有問題(問題在于緩存的空對(duì)象數(shù)據(jù),由于還沒有過期,但此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)已經(jīng)更新了),會(huì)對(duì)要保證數(shù)據(jù)一致性的業(yè)務(wù)造成影響。會(huì)需要更多的空間來存儲(chǔ)更多的控制,造成內(nèi)存中有大量的空值的鍵。
2. 緩存擊穿---量太大,緩存過期
緩存擊穿是指一個(gè)熱點(diǎn)key,在不停的扛著大量的并發(fā),當(dāng)key在失效的瞬間,持續(xù)的大并發(fā)就會(huì)穿破緩存,直接請(qǐng)求到數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成瞬間壓力過大。
解決方案
第一種方案:熱點(diǎn)數(shù)據(jù)永不過期
從緩存角度看,沒有設(shè)置過期時(shí)間,就不會(huì)存在緩存過期之后產(chǎn)生的問題。
第二種方案:加互斥鎖
使用分布式鎖,保證對(duì)每個(gè)key的訪問同一時(shí)刻只能一個(gè)線程去查詢后端服務(wù),其他沒有獲取鎖權(quán)限的線程則等待即可。
3. 緩存雪崩
緩存雪崩是指在某一個(gè)時(shí)間段,緩存集中過期失效或者Redis宕機(jī)
對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)而言,所有請(qǐng)求壓力會(huì)全部到達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù),導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用量暴增,可能也造成數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)的情況
解決方案
第一種方案(預(yù)防為主):Redis采用高可用
這種方案的思路就是集群使用,即使一個(gè)redis掛掉,其他redis還可以繼續(xù)服務(wù)。
第二種方案(降低發(fā)生時(shí)所造成的危害):限流降級(jí)
這種思路就是在緩存失效后,通過加鎖或者隊(duì)列來控制讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的線程數(shù)量讓線程在隊(duì)列排隊(duì),控制整體請(qǐng)請(qǐng)求速率。
第三種方案:數(shù)據(jù)預(yù)熱
數(shù)據(jù)預(yù)熱即是在正式部署服務(wù)之前,先訪問一遍數(shù)據(jù),可以將大部分的數(shù)據(jù)加載到緩存中,在即將發(fā)生大并發(fā)之前已經(jīng)加載不同的key,設(shè)置不同的過期時(shí)間,讓緩存失效的時(shí)間更加均勻。
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