本篇文章给大家谈谈缓存穿透 击穿 雪崩,以及击穿穿透雪崩如何解决对应的知识点,文章可能有点长,但是希望大家可以阅读完,增长自己的知识,最重要的是希望对各位有所帮助,可以解决了您的问题,不要忘了收藏本站喔。
如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等问题
缓存穿透
很多项目在使用Redis或其他缓存框架的时候,都是先查询缓存,查询不的话再查询数据库,查到之后再放到内存中;如果一个key值本身就不存在,那么每一次都会查询数据库,也就是常说的【缓存穿透】。
应对方法:
如果在Redis中查询不到,并且查询数据库也没有结果,那么就将这个key写入到Redis中,value=空,并设置一个超时过期时间,例如五分钟,那么五分钟以内的对这个可以的所有查询就可以拦截下来,如果数据库有key对应的数据了,那么五分钟后Redis中的缓存过期,会访问数据库并加载缓存;但是如果被恶意攻击,每次请求的key都不相同且不存在,那么依然会穿透到数据库;
布隆过滤器:将可能存在的数据Hash到一个足够大的bitmap上,它可以告诉你“某个key一定不存在或者可能存在”,一个一定不存在的数据会被bitmap拦截。
缓存雪崩很多时候,Redis中的缓存是要设置过期时间的,假如Redis中的数据,过期时间都设置成一样的,那么到了时间之后,全部缓存过期失效,下一秒所有的请求都会访问数据库,那么数据库可能因为访问量多大导致“崩溃”,这就是缓存雪崩。
应对方法:
最暴力的解决办法,缓存不设置自动过期时间,只要缓存不崩,数据库就不会崩。
另外一个办法,就是让缓存过期时间不那么一致,比如一批缓存数据24小时后过期,那么就在这个基础上,每条缓存的过期时间前后随机1-6000秒(1-10分钟)。
缓存并发大多数时候,我们的程序访问Redis都不可能是单线程,那么当多个Client并发对Redis进行setkey操作的时候,可能会产生一些问题;其实Redis本身是单线程的,这种时候会按照先后顺序进行操作;或者把操作放在队列中,按顺序执行;
但比如这种情况:
token过期,有两个线程都去重新获取token;
线程1获取token1;
线程2获取到token2,此时token1过期;
线程1把token1放到Redis,再拿着token1去调用服务,发现过期了,继续去请求token3,此时token2过期;
线程2把token2放到Redis,再拿着token2去调用服务,发现过期了,继续去请求token4,此时token3过期;
......
这就需要我们在更新缓存的时候,做一些控制了。
我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解,希望能得到你的关注。什么是缓存击穿,它和缓存雪崩有什么区别么
缓存击穿和缓存雪崩的区别在于:雪崩针对很多key,而击穿只针对于某一个热点key。
缓存雪崩的实现方案有不少,有一些能够解决缓存击穿,有一些却不能,例如:
设置缓存永不过期,这个方法虽然很暴力,但是确实能解决大部分的问题,当然,大部分场景也不太适用;
设置随机过期时间,这个方案对于缓存击穿来说就不太适用了,因为击穿只针对一个热点key,只要它一失效,大量的访问就会击垮数据库;
其余的方案比如使用互斥锁、双缓存机制,也都可以解决缓存击穿的问题,让我们看看这些方案的具体实现。
主动刷新缓存缓存设置成永不过期,在更新或删除DB中的数据时,也主动地把缓存中的数据更新或删除掉。
这个方案很容易理解,但是实现起来却很复杂,但凡需要使用缓存的数据,都需要增加双写数据库和缓存的代码,并且双写过程中,还需要保持数据一致性。
检查更新缓存依然保持设置过期时间,每次get缓存的时候,都和数据的过期时间和当前时间进行一下对比,当间隔时间小于一个阈值的时候,主动更新缓存。
比如(缓存过期时间-当前系统时间)小于5分钟,那么就刷新一次缓存,并且重置缓存过期时间;
不过这个方法也有个致命的问题:如果一个数据,恰好在缓存失效前五分钟,一次访问都没有,那么就不会触发检查更新,当缓存失效后有大量请求访问,那么也会造成缓存击穿。
使用锁在缓存失效后,通过互斥锁或者队列,控制读数据库和写缓存的线程数量。
第一种方法:整个方法是synchronized的,这样做虽然可以防止大量请求落到DB上,但是就算是缓存没有失效,需要从DB中查询数据也需要排队,无疑是降低了系统的吞吐量。
第二种方法:当缓存失效时,只对查询数据库的操作进行加锁,这样对于缓存没有失效的情况也非常友好,但是查询操作这里加锁,也只是会阻塞掉住其他调用,第一其他线程要等待,对调用方不友好,第二这些请求被阻塞的请求最终还是会落到DB上的。
第三种方法:使用互斥锁,抢到锁的话读数据库并写入缓存,抢不到锁的话也不阻塞,而是直接去读缓存,如果缓存中依然读不到数据(抢到锁的可能还没有将缓存写入成功),就等一会再试试读缓存。
双缓存设置一级缓存和二级缓存,一级缓存过期时间短,二级缓存过期时间长或者不过期,一级缓存失效后访问二级缓存,同时刷新一级缓存和二级缓存。
双缓存的方式,说白了就是不能将一级缓存和二级缓存中数据同时变成失效,当一级缓存失效后,有多个请求访问,彼此之间依然是竞争锁,抢到锁的线程查询数据库并刷新缓存,而其他没有抢到锁的线程,直接访问二级缓存(代码可以参考上文中的互斥锁),如图:
我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解,希望能得到你的关注;关注我后,可私信发送数字【1】,获取学习资料。
关于缓存穿透 击穿 雪崩的内容到此结束,希望对大家有所帮助。