Redis restudy 8 缓存穿透,击穿,雪崩
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参考文献:https://www.bilibili.com/video/BV1S54y1R7SB

Redis缓存穿透和雪崩

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缓存穿透

数据查不到

概念

  • 用户想要查询一个数据,发现Redis内存数据没有,也就是缓存没有命中,于是向持久层数据库查询,发现也没有,于是本次查询失败。

    • 有时候,查询失败时,用户会多次发送请求。
  • 当用户很多的时候,缓存都没有命中,于是都去请求了持久层数据库,这会给持久层数据库造成很大的压力,这时候就相当于出现了缓存穿透。

解决

布隆过滤器

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布隆过滤器是一种数据结构,对所有可能查询的参数以Hash形式存储,在控制层先校验,不符合则丢弃,从而避免了对底层存储系统的查询压力。

缓存空对象

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当存储层不命中后,即使返回的空对象也将其缓存起来,同时会设置一个过期时间,之后再访问这个数据将会从缓存中获取,保护了后端数据源。

问题:

  1. 若控制能够被缓存起来,就意味着缓存需要更多的空间鵆更多的键,因为这当中可能会有很多的空值的键
  2. 即使对空值设置了过期时间,还是会存在缓存层和存储层的护具会有一段时间窗口的不一致,这对于需要保持一致性的业务会有影响。

缓存击穿

请求量太大,缓存过期

概念

有一个key非常热点,收到大并发的数据访问;

当这个key失效的瞬间,持续的大并发就会穿破缓存,直接请求数据库,就像是在一个屏障上凿开了一个洞。

当某个key在过期的瞬间,有大量请求并发访问,这类数据一般是热点数据,由于缓存过期,会同时访问数据库来查询最新数据,并且回写缓存,会导致数据库瞬间压力过大。

解决方案

  1. 设置热点数据永不过期
  2. 加互斥锁
    • 分布式锁:使用分布式锁,保证对于每个key同时只有一个线程去查询后端服务,其他线程没有获得分布式锁的权限,因此只需要等待即可。
    • 这种方式将高并发的压力转移到了分布式锁,因此对分布式锁的考验很大。

缓存雪崩

缓存大面积失效Redis宕机

解决方案

  1. Redis高可用

    多增设几台Redis,即搭建集群

  2. 限流

    缓存失效后,通过加锁或队列来控制读数据库和写缓存的线程数量;比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存,其他线程等待。

  3. 服务降级/服务熔断

    • 发生缓存雪崩时,为防止发生连锁的数据库雪崩,甚至整个系统崩溃

      • 服务熔断

        • 客户端不再请求Redis,直接返回预定义数据或空数据
      • 服务降级

        • 当业务应用访问非核心数据时,暂时停止从缓存中查询这些数据,而是直接范围预定义信息或空数据;

        • 访问核心数据则正常执行。

  4. -

  5. 数据预热

    在正式部署之前,先把可能的数据先预先访问一遍,这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。

    在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key,设置不同的过期时间,让缓存失效的时间尽量均匀。

  6. 设置随机过期时间

    尽量保证数据过期时间不同。

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