redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

缓存处理流程

      前台请求,后台先从缓存中取数据,取到直接返回结果,取不到时从数据库中取,数据库取到更新缓存,并返回结果,数据库也没取到,那直接返回空结果。

下面介绍redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩和缓存宕机。

缓存穿透

       缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据,而用户不断发起请求,如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时的用户很可能是攻击者,攻击会导致数据库压力过大。

解决方案

  • 布隆过滤器
  • 接口层增加校验,如用户鉴权校验,id做基础校验,id<=0的直接拦截;
  • 从缓存取不到的数据,在数据库中也没有取到,这时也可以将key-value对写为key-null,缓存有效时间可以设置短点,如30秒(设置太长会导致正常情况也没法使用)。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击

缓存击穿

      缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据(一般是缓存时间到期),这时由于并发用户特别多,同时读缓存没读到数据,又同时去数据库去取数据,引起数据库压力瞬间增大,造成过大压力

解决方案

  1. 设置热点数据永远不过期。
  2. 加互斥锁,互斥锁参考代码如下:

代码说明:

          1)缓存中有数据,直接走上述代码13行后就返回结果了

          2)缓存中没有数据,第1个进入的线程,获取锁并从数据库去取数据,没释放锁之前,其他并行进入的线程会等待100ms,再重新去缓存取数据。(加锁保证同一时刻只有一个线程进入MySQL,其余线程等待,保证安全。)

          3)当然这是简化处理,理论上如果能根据key值加锁就更好了,就是线程A从数据库取key1的数据并不妨碍线程B取key2的数据,上面代码明显做不到这点。

缓存雪崩

      缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间,而查询数据量巨大,引起数据库压力过大甚至down机。

和缓存击穿不同的是,缓存击穿指并发查同一条数据缓存雪崩是不同数据都过期了,很多数据都查不到从而查数据库。

解决方案

  1. 缓存数据的过期时间设置随机,防止同一时间大量数据过期现象发生。
  2. 如果缓存数据库是分布式部署,将热点数据均匀分布在不同搞得缓存数据库中。
  3. 设置热点数据永远不过期。

缓存宕机

上面说到的场景是缓存依旧有效的,那么当Redis挂掉时,这个时候如何来应对大量的回源请求呢?先来说一种简单的方式:

白名单

白名单顾名思义就是:在缓存宕机之前的一段时间里,会将请求的数据在系统中的有无,记录在一个Map中。当缓存宕机后,首先在Map中判断是否含有数据,有则回源DB,没有的话就直接返回结果。

这种方式实现起来比较简单(Demo就不提供了),但是占用的内存空间比较庞大。如一个value是10字节,那么要存储大小为1亿的Map时,其所需的内存大小大约是:10 * 2 * 10e8 = 2G(假设Map的利用率为50%)。

由此可见其对于一种类型的数据判断就需要一个 2G 的Map去操作,这种方式就不可行了。

对于缓存宕机的场景,使用白名单可能会造成一定程度的误判。原因是宕机之前的缓存不一定能覆盖到所有DB中的数据,当宕机后用户请求了一个以前从未请求的数据,这个时候就会产生误判。

原文地址:https://www.cnblogs.com/yanl55555/p/13491278.html