【redis】缓存穿透和缓存雪崩和缓存击穿解决办法

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本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。 ​

 

目录

一、什么是缓存穿透?

二、什么是缓存击穿?

三、什么是缓存雪崩?

总结

一、什么是缓存穿透?

概念: 在一般情况下,用户请求数据,会先从redis中查找,如果没有找到用户请求的数据,则从数据库开始查找,一般数据很少,是没有问题的,如果数据很多很大,那数据库会出现崩溃。

缓存穿透: 缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,因为这个数据不存在,所以永远不会被缓存,所以每次请求都会去请求数据库。

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解决方案:

1、缓存空结果

如果系统发现 Redis 及 DB 中都不存在该资源,就缓存空结果一段时间。需要注意哈,这次的失效时间不能设置的太长,否则数据的实效性会产生很大的问题。

2、用户合法性效验

对用户的请求合法性进行校验,拦截恶意重复请求

3、布隆过滤器

看到这个名词不要慌。简单来说布隆过滤器的用途就是帮助你判断某个值是否存在。

举个例子来看下:假设我们现在有一个长度为 9 的 bit 数组,该数组的每个位置上只能保存 1 或者 0,1 标识该位置被占用,0 标识该位置未被使用。

  1. 对于 key1,我们借助三个 Hash 函数分别对其哈希运算
  2. 再将得到的这三个哈希值对 9 求模。
  3. 最后将这三个模值落入到 bit 数组上。
  4. key2、key3 按照同样的方式再处理一遍。

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  1. 最后,我们会发现这个 bit 数组里只有位置 3 还是空着的。如果此时来了一个新的 key4 通过三个Hash算法求出的哈希值为 1、2、3,我们则可以断定 key4 一定不存在

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 布隆过滤器的原理还是比较简单的。这里我们需要注意,布隆过滤器可能存在一定误判的可能性,但它依然可以帮助你拦截掉大部分一定不存在的数据。


二、什么是缓存击穿?

概念: 举个极端的例子:比如某某明星爆出一个惊天狠料,海量吃瓜群众同时访问微博去查看该八卦新闻,而微博 Redis 集群中数据在此刻正好过期了,那么无数的请求则直接打到了微博系统的物理 DB 上,DB瞬间挂了。


缓存击穿: 如果你的应用中有一些访问量很高的热点数据,我们一般会将其放在缓存中以提高访问速度。另外,为了保持时效性,我们通常还会设置一个过期时间。但是对于这些访问量很高的KEY,我们需要考虑一个问题:当热点KEY在失效的瞬间,海量的请求会不会产生大量的数据库请求,从而导致数据库崩溃?

解决方案:

1、热点数据永不过期

比如我们可以将某个 key 的缓存时间设置为 25 小时,然后后台有个 JOB 每隔 24 小时就去批量刷新一下热点数据。就可以解决这个问题了

2、使用互斥锁

容易影响吞吐量,大部分项目设置热点 key 永不过期就妥妥的了


三、什么是缓存雪崩?

概念: 这里的 Redis 崩了指的并不是 Redis 集群宕机了。而是说在某个时刻 Redis 集群中的热点 key 都失效了。如果集群中的热点 key 在某一时刻同时失效了的话,试想海量的请求都将直接打到 DB 上,DB 可能在瞬间就被打爆了。

缓存雪崩: 是指在我们设置缓存时采用了相同的过期时间,导致缓存在某一时刻同时失效,请求全部转发到数据库,最终导致数据库瞬时压力过大而崩溃。

解决方案

1、redis 失效时间上加上随机数

Redis 失效时间加上随机数,是一种比较取巧的解决方案。在一定程度上减轻了 DB 的瞬时压力,但是这种方案也在一定程度上增加了维护的成本。

2、redis 永不过期

实现方案在上文中简单提过了

总结

如何轻松的通过联想的方式来区分 Redis 缓存穿透、击穿、雪崩的区别

  • 缓存穿透---穿过(绕过) Redis 和 DB 来搞你
  • 缓存击穿---定点打击来搞你
  • 缓存雪崩---热点 key 在某一个时刻同时失效

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