• 什么是缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩及相应的解决方案


    一、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。

     

    二、缓存穿透

    描述:

    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:

    1、采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中,一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力。

    2、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

    三、缓存击穿

    描述:

    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:

    public static String getData(String key)
    {
        //从缓存里面读取数据
        String result= getDataFromRedis(key);
        //缓存中如果不存在
        if(result == null)
        {    
            //去获取锁,获取成功,去数据库取数据
            if(reenLock.tryLock())
            {
                //从数据库获取数据
                result=getDataFromMyDB(key);
                
                //获取到数据更新缓存数据
                if(result != null)
                {
                    setDataToCache(key,result);
                }
                //释放锁
                reenLock.unlock();
            }
            //获取锁失败
            else
            {
                //暂停100ms再去重新获取数据
                Thread.slepp(100);
                result =getDataFromRedis(key);
            }
        }
        return result;
    }

    说明:

    1)缓存中有数据,直接走上述代码getDataFromRedis(key);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。这样就防止都去数据库重复取数据,重复往缓存中更新数据情况出现。

    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。

    四、缓存雪崩

    描述:

    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、加锁或者队列的方式保证缓存的单线 程(进程)写,从而避免失效时大量的并发请求落到底层存储系统上

    2、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。

    3、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。

    4、设置热点数据永远不过期。

    其中缓存击穿和雪崩提及到的解决方案均有:永不过期,这里包含两层意思

    (1) 从redis上看,确实没有设置过期时间,这就保证了,不会出现热点key过期问题,也就是“物理”不过期。

    (2) 从功能上看,如果不过期,那不就成静态的了吗?所以我们把过期时间存在key对应的value里,如果发现要过期了,通过一个后台的异步线程进行缓存的构建,也就是“逻辑”过期

    String get(final String key) {  
            var v = redis.get(key);  
            String value = v.getValue();  
            long timeout = v.getTimeout();  
            if (v.timeout <= System.currentTimeMillis()) {  
                // 异步更新后台异常执行  
                threadPool.execute(new Runnable() {  
                    public void run() {  
                        String keyMutex = "mutex:" + key;  
                        if (redis.setnx(keyMutex, "1")) {  
                            // 3 min timeout to avoid mutex holder crash  
                            redis.expire(keyMutex, 3 * 60);  
                            String dbValue = db.get(key);  
                            redis.set(key, dbValue);  
                            redis.delete(keyMutex);  
                        }  
                    }  
                });  
            }  
            return value;  
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/become/p/15989750.html
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