redis缓存穿透,缓存雪崩,缓存击穿

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什么是缓存穿透呢?

我们知道,当请求查询缓存未命中时,需要查询数据库以加载缓存。但是大家思考一下这样的场景:

如果我访问一个数据库中也不存在的数据。会出现什么现象?

由于数据库中不存在该数据,那么缓存中肯定也不存在。因此不管请求该数据多少次,缓存永远不可能建立,请求永远会直达数据库。

假如有不怀好意的人,开启很多线程频繁的访问一个数据库中也不存在的数据。由于缓存不可能生效,那么所有的请求都访问数据库,可能就会导致数据库因过高的压力而宕机

什么是缓存雪崩

缓存雪崩是指在同一时段大量的缓存key同时失效或者Redis服务宕机,导致大量请求到达数据库,带来巨大压力

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什么是缓存击穿

缓存击穿问题也叫热点Key问题,就是一个被高并发访问并且缓存重建业务较复杂的key突然失效了,无数的请求访问会在瞬间给数据库带来巨大的冲击。

由于我们采用的是Cache Aside模式,当缓存失效时需要下次查询时才会更新缓存。当某个key缓存失效时,如果这个key是热点key,并发访问量比较高。就会在一瞬间涌入大量请求,都发现缓存未命中,于是都会去查询数据库,尝试重建缓存。可能一瞬间就把数据库压垮了。

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如上图所示:

  • 线程1发现缓存未命中,准备查询数据库,重建缓存,但是因为数据比较复杂,导致查询数据库耗时较久
  • 在这个过程中,一下子来了3个新的线程,就都会发现缓存未命中,都去查询数据库
  • 数据库压力激增

解决方法:

1. 缓存穿透:

  • 布隆过滤器
  • 非空校验

2. 缓存雪崩

  • 设置不同的过期key
  • 利用Redis集群提高服务的可用性,避免缓存服务宕机
  • 给缓存业务添加降级限流策略
  • 给业务添加多级缓存,比如先查询本地缓存,本地缓存未命中再查询Redis,Redis未命中再查询数据库。即便Redis宕机,也还有本地缓存可以抗压力

3. 缓存击穿

  • 互斥锁:给重建缓存逻辑加锁,避免多线程同时指向
  • 逻辑过期:热点key不要设置过期时间,在活动结束后手动删除。