Redis缓存篇

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1、什么是缓存穿透?怎么解决?

缓存穿透:当用户访问的数据,既不在(Redis)缓存中,也不在(DB)数据库中,导致请求在访问缓存时,发现缓存缺失,再去访问数据库时,发现数据库中也没有要访问的数据,没办法构建缓存数据,来服务后续的请求。那么当有大量这样的请求到来时,数据库的压力骤增,可能导致数据库挂掉,这就是缓存穿透的问题。

造成缓存穿透的基本原因有两个:1. 自身业务代码或者数据出现问题;2. 一些恶意攻击、爬虫等造成大量空命中。

解决方案的话,我们通常都会用布隆过滤器来解决它。

布隆过滤器

布隆过滤器主要是用于检索一个元素是否在一个集合中。我们当时使用的是redisson实现的布隆过滤器。

它的底层主要是先去初始化一个比较大数组,里面存放的二进制0或1。在一开始都是0,当一个key来了之后经过3次hash计算,模于数组长度找到数据的下标然后把数组中原来的0改为1,这样的话,三个数组的位置就能标明一个key的存在。查找的过程也是一样的。

当然是有缺点的,布隆过滤器有可能会产生一定的误判,我们一般可以设置这个误判率,大概不会超过5%,其实这个误判是必然存在的,要不就得增加数组的长度,其实已经算是很划分了,5%以内的误判率一般的项目也能接受,不至于高并发下压倒数据库。

2、什么是缓存击穿?怎么解决

缓存击穿:请求的 key 对应的是 热点数据 ,该数据 存在于数据库中,但不存在于(Redis)缓存中(通常是因为缓存中的那份数据已经过期) 。这就可能会导致瞬时大量的请求直接打到了数据库上,对数据库造成了巨大的压力,可能直接就被这么多请求弄宕机了。

(缓存击穿:Redis中没有,DB中有。正常情况下我们查询同一条数据会先到Redis缓存中查取,如果没有再到数据库中查询。如果同一时间几千个用户查询同一条数据,在第一个线程到数据库中查询到了,还未来得及更新到Redis里时,剩下的线程也同时到数据库中查询,就无法体现Redis缓存的目的。这样被称为Redis缓存击穿,大批量请求直接到数据库中查询,很容易导致数据库直接崩溃)

解决方案有两种方式:

  • 使用互斥锁:当缓存失效时,不立即去load db,先使用如Redis的setnx去设置一个互斥锁,当操作成功返回时再进行load db的操作并回设缓存,否则重试get缓存的方法
  • 设置当前key逻辑过期,大概思路如下:
    • ①:在设置key的时候,设置一个过期时间字段一块存入缓存中,不给当前key设置过期时间
    • ②:当查询的时候,从redis取出数据后判断时间是否过期
    • ③:如果过期则开通另外一个线程进行数据同步,当前线程正常返回数据,这个数据不是最新

当然两种方案各有利弊:

  • 如果选择数据的强一致性,建议使用分布式锁的方案,性能上可能没那么高,锁需要等,也有可能产生死锁的问题
  • 如果选择key的逻辑删除,则优先考虑的高可用性,性能比较高,但是数据同步这块做不到强一致。

3、什么是缓存雪崩?怎么解决

缓存雪崩意思是设置缓存时采用了相同的过期时间,导致(Redis)缓存在某一时刻同时失效,请求全部转发到DB,DB瞬时压力过重雪崩。与缓存击穿的区别:雪崩是很多key,击穿是某一个key缓存。

解决方案主要是可以将缓存失效时间分散开,比如可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件。