redis缓存雪崩,缓存击穿,缓存穿透

相关链接:传陆编程:实例解读什么是Redis缓存穿透、缓存雪崩和缓存击穿

1 缓存雪崩

正常流程:
用户---》服务器---》DB
带有缓存的流程:
用户---》服务器---》缓存
---》如果缓存存在,直接返回结果
---》缓存不存在,访问DB返回结果并更新缓存

缓存雪崩:缓存在同一时间大面积失效(多个key设置了同一个失效时间),缓存失效,只能去访问DB,在流量大的情况下,数据库可能就会挂掉。

解决方案:在设置失效时间的时候,可以加上随机值random*nextInt()

其实集中过期,倒不是非常致命,比较致命的缓存雪崩,是缓存服务器某个节点宕机或断网。因为自然形成的缓存雪崩,一定是在某个时间段集中创建缓存,那么那个时候数据库能顶住压力,这个时候,数据库也是可以顶住压力的。无非就是对数据库产生周期性的压力而已。而缓存服务节点的宕机,对数据库服务器造成的压力是不可预知的,很有可能瞬间就把数据库压垮。

2 缓存穿透

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,由于缓存是不命中的,所以会去查询数据库,这就将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询,失去了缓存的意义。
在流量大时,可能DB就挂掉了,如果有人利用不存在的key频繁攻击我们的应用,这就是漏洞。

解决方案:

  1. 在访问Redis缓存之前,加入布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中,一个一定不存在的数据会被这个bitmap拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力。

  2. 更加粗暴的方法,如果一个查询返回的数据为空(不管是否数据不存在,还是系统故障),我们仍然将这个空结果进行缓存,但是它们的过期时间很短。

3 缓存击穿

对于一些设置了过期时间的key,如果这些key可能会在某些时间点被超高并发地访问,是一种非常“热点”的数据。
这个热点key,在不停地扛着大并发,大并发集中对这一个点进行访问,当这个key在失效的瞬间,持续的大并发就穿破缓存,直接请求数据库,就像在一个屏障上凿开了一个洞。

缓存被“击穿”的问题,这个与缓存雪崩的区别在于这里针对某一key缓存,前者则是很多key。

解决方案:
使用互斥锁(mutex key),在缓存失效的时候(判断拿出来的值为空),不是立即去load db,而是先使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作(比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD)去set一个mutex key,当操作返回成功时,再进行load db的操作并回设缓存;否则,就重试整个get缓存的方法

  1. 使用redis实现
public String get(key) {  
      String value = redis.get(key);  
      if (value == null) { //代表缓存值过期  
          //设置3min的超时,防止del操作失败的时候,下次缓存过期一直不能load db  
          // 使用setnx实现锁的效果
          if (redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) {  //代表设置成功  
               // 这时候只允许一个线程去load db 
               value = db.get(key);  
               redis.set(key, value, expire_secs);  
               redis.del(key_mutex);  
          } else {  //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了,这时候重试获取缓存值即可  
               sleep(50);  
               get(key);  //重试  
          }  
       } else {  
         return value;        
       }  
 }  
  1. 设置永远不过期
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