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热点数据缓存场景

发布时间: 2022-12-08 04:05:25

① java面试中redis,mongodb类的,会问哪些问题,怎么回答

1、可能会问nosql和关系型数据库的区别:
优点:

1)成本:nosql数据库简单易部署,基本都是开源软件,不需要像使用Oracle那样花费大量成本购买使用,相比关系型数据库价格便宜
2)查询速度:nosql数据库将数据存储缓存之中,关系型数据库将数据存储在硬盘中,自然查询速度远不及nosql数据库
3)存储数据的格式:nosql的存储格式是key,value形式、文档形式、图片形式等等,所以可以存储基础类型以及对象或者是集合等各种格式,而数据库则只支持基础类型
4)扩展性:关系型数据库有类似join这样的多表查询机制的限制导致扩展很艰难
缺点:
1)维护的工具和资料有限,因为nosql是属于新的技术,不能和关系型数据库10几年的技术同日而语。
2)不提供对sql的支持,如果不支持sql这样的工业标准,将产生一定用户的学习和使用成本
3)不提供关系型数据库对事物的处理
2、介绍下redis和mongodb:
自行google。
3、应用场景:
redis:
a.主要是做热点数据缓存。
b.数据过期处理。
c.消息队列等功能。

d.计数,例如投票等。
mongodb:
mongodb的主要目标是在键/值存储方式(提供了高性能和高度伸缩性)以及传统的RDBMS系统(丰富的功能)架起一座桥梁,集两者的优势于一身。mongo适用于以下场景:
a.网站数据:mongo非常适合实时的插入,更新与查询,并具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性。
b.缓存:由于性能很高,mongo也适合作为信息基础设施的缓存层。在系统重启之后,由mongo搭建的持久化缓存可以避免下层的数据源过载。
c.大尺寸、低价值的数据:使用传统的关系数据库存储一些数据时可能会比较贵,在此之前,很多程序员往往会选择传统的文件进行存储。
d.高伸缩性的场景:mongo非常适合由数十或者数百台服务器组成的数据库。
e.用于对象及JSON数据的存储:mongo的BSON数据格式非常适合文档格式化的存储及查询。
4、支持的数据类型:
内容比较多,自行将网上的信息整理一下。

② 多级缓存的读取顺序

读取数据顺序:L1、L2、L3、内存、外部存储器。
传统的cpu通过fsb直连内存的方式显然就会因为内存访问的等待,导致cpu吞吐量下降,内存成为性能瓶颈。同时又由于内存访问的热点数据集中性,所以需要在cpu与内存之间做一层临时的存储器作为高速缓存。
应用于SOA甚至微服务的场景,内存相当于存储业务数据的持久化数据库,其吞吐量肯定是远远小于缓存的,而对于java程序来讲,本地的jvm缓存优于集中式的redis缓存。关系型数据库操作方便、易于维护且访问数据灵活,但是随着数据量的增加,其检索、更新的效率会越来越低。所以在高并发低延迟要求复杂的场景,要给数据库减负,减少其压力。

③ Redis是什么,用来做什么

Redis是一个nosql数据库,可以存储key-value值。因为其底层实现中,数据读写是基于内存,速度非常快,所以常用于缓存;进而因其为独立部署的中间件,常用于分布式缓存的实现方案。

常用场景有:缓存、秒杀控制、分布式锁。

虽然其是基于内存读写,但底层也有持久化机制;同时具备集群模式;不用担心其可用性。

关于Redis的使用,可以参考《Redis的使用方法、常见应用场景》

④ 数据库表结构设计,常见的数据库管理系统

一、数据场景 1、表结构简介 任何工具类的东西都是为了解决某个场景下的问题,比如Redis缓存系统热点数据,ClickHouse解决海量数据的实时分析,MySQL关系型数据库存储结构化数据。数据的存储则需要设计对应的表结构,清楚的表结构,有助于快速开发业务,和理解系统。表结构的设计通常从下面几个方面考虑:业务场景、设计规范、表结构、字段属性、数据管理。
2、用户场景
例如存储用户基础信息数据,通常都会下面几个相关表结构:用户信息表、单点登录表、状态管理表、支付账户表等。
用户信息表
存储用户三要素相关信息:姓名,手机号,身份证,登录密码,邮箱等。
CREATE TABLE `ms_user_center` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID', `user_name` varchar(20) NOT NULL COMMENT '用户名', `real_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '真实姓名', `pass_word` varchar(32) NOT NULL COMMENT '密码', `phone` varchar(20) NOT NULL COMMENT '手机号', `email` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱', `head_url` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '用户头像URL', `card_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '身份证号', `user_sex` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '用户性别:0-女,1-男', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表'; 单点登录表
用意是在多个业务系统中,用户登录一次就可以访问所有相互信任的业务子系统,是聚合业务平台常用的解决方案。
CREATE TABLE `ms_user_sso` ( `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID', `sso_id` varchar(32) NOT NULL COMMENT '单点信息编号ID', `sso_code` varchar(32) NOT NULL COMMENT '单点登录码,唯一核心标识', `log_ip` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '登录IP地址', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户单点登录表'; 状态管理表
系统用户在使用时候可能出现多个状态,例如账户冻结、密码锁定等,把状态聚合到一起,可以更加方便的管理和验证。
CREATE TABLE `ms_user_status` ( `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID', `account_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '账户状态:0-冻结,1-未冻结', `real_name_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '实名认证状态:0-未实名,1-已实名', `pay_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '支付密码是否设置:0-未设置,1-设置', `wallet_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '钱包密码是否设置:0-未设置,1-设置', `wallet_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '钱包是否冻结:0-冻结,1-未冻结', `email_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮箱状态:0-未激活,1-激活', `message_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '短信提醒开启:0-未开启,1-开启', `letter_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '站内信提醒开启:0-未开启,1-开启', `emailmsg_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮件提醒开启:0-未开启,1-开启', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户状态表'; 支付账户表
用户交易的核心表,存储用户相关的账户资金信息。
CREATE TABLE `ms_user_wallet` ( `wallet_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '钱包ID', `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID', `wallet_pwd` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '钱包密码', `total_account` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '账户总额', `usable_money` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '可用余额', `freeze_money` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '冻结金额', `freeze_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '冻结时间', `thaw_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '解冻时间', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`wallet_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户钱包'; 二、设计规范 1、涉及模块
通过上面几个表设计的案例,可以看到表设计关联到数据库的各个方面知识:数据类型,索引,编码,存储引擎等。表设计是一个很大的命题,不过也遵循一个基本规范:三范式。
2、三范式 基础概念
一范式

表的列的具有原子性,不可再分解,即列的信息,不能分解,关系型数据库MySQL、Oracle等自动的满足。

二范式

每个事实的数据记录只会出现一次, 不会冗余, 通常设计一个主键来实现。

三范式

要求一个表中不包含已经存在于其它表的非主键信息,例如部门和员工的信息,员工表包含部门表的主键ID,则可以关联获取相关信息,没必要在员工表保存相关信息。
优缺点对比
范式化设计

范式化结构设计通常更新快,因为冗余数据较少,表结构轻巧,也更好的写入内存中。但是查询起来涉及到关联,代价非常高,非常损耗查询性能。

反范式化设计

所有的数据都在一张表中,避免关联查询,索引的有效性更高,但是数据的冗余性极高。
建议结论
上述的两种设计方式在实际开发中都是不存在的,在实际开发中都是混合使用。比如汇总统计,缓存数据,都会基于反范式化的设计。
三、字段属性
合适的字段类型对于高性能来说非常重要,基本原则如下:简单的类型占用资源更少;在可以正确存储数据的情况下,选最小的数据类型。
1、数据类型选择 整数类型
TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT,根据数据类型范围合理选择即可。
实数类型
FLOAT、DOUBLE、DECIMAL,建议资金货币相关类型使用高精度DECIMAL存储,或者把数据成倍扩大为整数,采用BIGINT存储,不过处理相对麻烦。
字符类型
CHAR、VARCHAR,长度不确定建议采用VARCHAR存储,不过VARCHAR类型需要额外开销记录字符串长度。CHAR适合存储短字符,或者定长字符串,例如MD5的加密结构。
时间类型
DATETIME、TIMESTAMP,DATETIME保存大范围的值,精度秒。TIMESTAMP以时间戳的格式,范围相对较小,效率也相对较高,所以通常情况建议使用。

MySQL的字段类型有很多种,可以根据数据特性选择合适的,这里只描述常见的几种类型。
2、基础用法操作 数据类型
修改字段类型
ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state CHAR(1) DEFAULT '0' ; ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state INT(1) DEFAULT '1' COMMENT '状态:0不可用,1可用';
修改名称位置
ALTER TABLE ms_user_sso CHANGE log_ip login_ip VARCHAR(32) AFTER update_time ; 索引使用
索引类型:主键索引,普通索引,唯一索引,组合索引,全文索引。这里演示普通索引的操作。MySQL的核心模块,后续详说。

添加索引
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD INDEX user_id_index(user_id) ; CREATE INDEX state_index ON ms_user_wallet(state) ;
查看索引
SHOW INDEX FROM ms_user_wallet;
删除索引
DROP INDEX state_index ON ms_user_wallet ;
修改索引

不具有真正意义上的修改,可以把原有的索引删除之后,再次添加索引。
外键关联
用处:外键关联的作用保证多个数据表的数据一致性和完整性,建表时先有主表,后有从表;删除数据表,需要先删从表,再删主表。复杂场景不建议使用,实际开发中用的也不多。

添加外键
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD CONSTRAINT user_id_out_key FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES ms_user_center(id) ;
删除外键
ALTER TABLE ms_user_wallet DROP FOREIGN KEY user_id_out_key ; 四、表结构管理 1、查看结构 DESC ms_user_status ; SHOW CREATE TABLE ms_user_status ; 2、字段结构 添加字段 ALTER TABLE ms_user_status ADD `delete_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '删除时间' ; 删除字段 ALTER TABLE ms_user_status DROP COLUMN delete_time ; 3、修改表名 ALTER TABLE ms_user_center RENAME ms_user_info ; 4、存储引擎 存储引擎 SELECT VERSION() ; SHOW ENGINES ;
MySQL 5.6 支持的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory、Archive、CSV、BLACKHOLE等。一般默认使用InnoDB,支持事务管理。该模块MySQL核心,后续详解。
修改引擎
数据量大的场景下,存储引擎修改是一个难度极大的操作,容易会导致表的特性变动,引起各种后续反应,后续会详说。
ALTER TABLE ms_user_sso ENGINE = MyISAM ; 5、修改编码
表字符集默认使用utf8,通用,无乱码风险,汉字3字节,英文1字节,utf8mb4是utf8的超集,有存储4字节例如表情符号时使用。
查看编码 SHOW VARIABLES LIKE 'character%'; 修改编码 ALTER TABLE ms_user_sso DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4; 五、数据管理 1、增删改查
添加数据
INSERT INTO ms_user_sso ( user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state ) VALUES ( '1','SSO7637267','SSO78631273612', '2019-12-24 11:56:57','2019-12-24 11:57:01','127.0.0.1','1' );
更新数据
UPDATE ms_user_sso SET user_id = '1',sso_id = 'SSO20191224',sso_code = 'SSO20191224', create_time = '2019-11-24 11:56:57',update_time = '2019-11-24 11:57:01', login_ip = '127.0.0.1',state = '1' WHERE user_id = '1';
查询数据

一般情况下都是禁止使用 select* 操作。
SELECT user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state FROM ms_user_sso WHERE user_id = '1';
删除数据
DELETE FROM ms_user_sso WHERE user_id = '2' ;
不带where条件,就是删除全部数据。原则上不允许该操作,优化篇会详解。TRUNCATE TABLE也是清空表数据,但是占用的资源相对较少。
2、数据安全 不可逆加密
这类加密算法,多用来做数据验证操作,比如常见的密码验证。
SELECT MD5('cicada')='' ; SELECT SHA('cicada')=''; SELECT PASSWORD('smile')='*' ; 可逆加密
安全性要求高的系统,需要做三级等保,对数据的安全性极高,数据在存储时必须加密入库,取出时候需要解密,这些就需要可逆加密。
SELECT DECODE(ENCODE('123456','key_salt'),'key_salt') ; SELECT AES_DECRYPT(AES_ENCRYPT('cicada','salt123'),'salt123');
上述数据安全的管理,也可以基于应用系统的服务(代码)层进行处理,相对专业的流程是从数据生成源头处理,规避数据传递过程泄露,造成不必要的风险。

⑤ Redis 都有哪些应用场景

缓存:这应该是 Redis 最主要的功能了,也是大型网站必备机制,合理地使用缓存不仅可以加 快数据的访问速度,而且能够有效地降低后端数据源的压力。
共享Session:对于一些依赖 session 功能的服务来说,如果需要从单机变成集群的话,可以选择 redis 来统一管理 session。
消息队列系统:消息队列系统可以说是一个大型网站的必备基础组件,因为其具有业务 解耦、非实时业务削峰等特性。Redis提供了发布订阅功能和阻塞队列的功 能,虽然和专业的消息队列比还不够足够强大,但是对于一般的消息队列功 能基本可以满足。比如在分布式爬虫系统中,使用 redis 来统一管理 url队列。
分布式锁:在分布式服务中。可以利用Redis的setnx功能来编写分布式的锁,虽然这个可能不是太常用。 当然还有诸如排行榜、点赞功能都可以使用 Redis 来实现,但是 Redis 也不是什么都可以做,比如数据量特别大时,不适合 Redis,我们知道 Redis 是基于内存的,虽然内存很便宜,但是如果你每天的数据量特别大,比如几亿条的用户行为日志数据,用 Redis 来存储的话,成本相当的高。

⑥ 用redis 做为数据缓存,怎么能把redis中的数据定时更新到mysql中

这是个有坑的方法,一般流量不大的情况可以用,比如,后台系统。但是前端用户流量大的场景下,一旦热数据缓存命中率发生问题,瞬间转移到数据库的请求会把系统搞死的。所以,不应该采用这种策略。

⑦ SpringBoot进阶之缓存中间件Redis

大家好,一直以来我都本着 用最通俗的话理解核心的知识点, 我认为所有的难点都离不开 “基础知识” 的铺垫

“大佬可以绕过 ~”

本节给大家讲讲 “Java的SpringBoot框架” , 之前我们学习的都是java的基础知识和底层提供的一些能力,我们日常工作都是在写接口。在我们在产品开发中,一般我们都会选择比较稳定的框架来帮我们加速开发,不会自己去造轮子,而在java众多框架中,spring框架表现的非常好,大部分公司都会首选它作为开发框架,而至今,大部分企业都是以 springboot 来构建项目了,一个稳健的系统需要引入稳定的技术~

如果你是一路看过来的,很高兴你能够耐心看完。前几期都是带大家学习了 SpringBoot 的基础使用以及集成 mybatis 开发,这也是我们写业务的基础,如果你还不熟悉这些,请先看完它们。接下来的几期内容将会带大家进阶使用,会先讲解基础 中间件 的使用和一些场景的应用,或许这些技术你听说过,没看过也没关系,我会带大家一步一步的入门,耐心看完你一定会有 收获 ,本期将会给大家讲解最热门的缓存中间件技术 Redis ,同样的,我们集成到 Springboot 中。最近github可能会被墙,所以我把源码放到了国内gitee上,本节我们依然使用上期的代码

Redis 是由意大利人Salvatore Sanfilippo(网名:antirez)开发的一款内存高速缓存数据库。全称叫 Remote Dictionary Server(远程数据服务) 是由 C语言 编写的,Redis是一个 key-value 存储系统,它支持丰富的数据类型,如: string、list、set、zset(sorted set)、hash

它本质上是一种键值对数据库,我们之前学习的 mysql 它是持久层的关系型数据库,而 redis 它的存储主要存在 内存 中。我们都知道在 内存 中的数据读取是非常快的,就好比你把一个变量存到磁盘读取和直接放到代码中运行,肯定是在代码中拿到的速度快,因为运行时期,都是直接存到内存的。

给大家总结一下:

有了基本的概念之后,我们下面进行环境搭建,在学习阶段,安装 redis 很简单,生产环境一般我们也会选择云产品,一切为了服务保障,虽说它只是做缓存用,但也是系统的一把 保护伞

如果你是 mac 用户,你可以运行如下命令:

安装完成后会提示你运行命令,运行即可。

win 用户也很简单,直接下载 redis 软件,双击运行即可,运行之后它会有一个小方块的图案,和 locahost:6379 的log,说明运行成功了。初始阶段没有配置的 redis 默认 host 就是本地, port 就是 6379 , 而且是 没有密码 就可以访问的。

推荐一个客户端软件 Redis Desktop Manager ,它是 redis 的客户端界面软件,方便面我们学习的时候 清理缓存 使用,生产慎连。

我们不给大家讲它的基本命令使用,它也有语法,可以通过类似命令执行,如果想学习的小伙伴,可以自行搜索。本期重点内容是在 sprinboot 中的使用,我们平时开发不可能是去命令行里敲的,都是代码里执行,而目前市面上有很多封装好的库,我们可以直接调用它的方法,很方便的就可以操作它了,不用记一些繁琐的命令,下面我们就实际操作一下:

修改 pom.xml

修改 application.yml :

redis 默认是有 16 个库,不是 15 个啊,从 0 开始算的,我们随便连一个

通过代码很好理解, 首先需要引入 StringRedisTemplate ,然后需要设置一个 key ,那么思考一下,这个 key 允许重复吗

我们进客户端看一下,发现 key 还是只有一个,但是值变成了新的值了,所以可以得知 key 是唯一的,我们重新设置的时候相当于刷新了它。

redis 中删除缓存有两种方式,一种是自我消亡,也就是 过期 销毁,还有有一种是 主动 销毁,我们先看一下,过期时间如何设置

我们设置了 10s 后过期,过完10s后发现,这个```key data``消失了。我们在看看如何主动删除

我们可以利用 Redis 做一个计数器,实现自增功能,你可以用它做网站访问统计

通常做法,我们会把它封装一下,后续使用直接引入封装好的即可,把它直接交给 Springboot容器 管理

其实这个类,你还可以继续进一步封装,比如约束 key 的规范,约束过期时间,约束数据类型等等,这一切也都是为了规范和后期维护,防止滥用缓存

缓存的主要场景是用于解决热点数据问题,因为这些数据是访问频率比较高的,当大量的请求进来, mysql 可能压力很大,这样一来,数据查询效率就很慢,用户肯不高兴等了,这样用户体验很不好。所以我们一般做法,都是把这些热点数据放到缓存里,因为缓存读取速度很快。当有新数据的时候,我们再及时更新它,一般流程是先查询缓存,查到了直接返回缓存数据,查不到再走数据库,然后再刷回缓存。

但是并发足够大的时候,还是会暴露出很多问题,比如面试常问的一些高频问题 缓存雪崩、缓存穿透、缓存雪崩 ,这些问题后边会给大家专门讲,和如何去防范。所以总的来说,引入任何一门技术并不是万事大吉,还需我们不断的在实践中积累经验

本期到这里就结束了,总结一下,我们了解了什么是 redis ,以及在 springboot 中如何去使用它们,很简单,没什么复杂的东西。但这里想多说一点的是,缓存的设计却是很复杂的,因为工具是死的,人是活的,我们如何正确设计,需要我们在项目中不断的积累。

我们之前教大家查询列表数据,都是所有数据返回,还没有教大家如何去做分页,下期将带大家学习一下 mybatis 分页插件的使用 ,下期不见不散, 关注我,不迷路~

⑧ 华为技术架构师分享:高并发场景下缓存处理的一些思路

在实际的开发当中,我们经常需要进行磁盘数据的读取和搜索,因此经常会有出现从数据库读取数据的场景出现。但是当数据访问量次数增大的时候,过多的磁盘读取可能会最终成为整个系统的性能瓶颈,甚至是压垮整个数据库,导致系统卡死等严重问题。

常规的应用系统中,我们通常会在需要的时候对数据库进行查找,因此系统的大致结构如下所示:

1.缓存和数据库之间数据一致性问题

常用于缓存处理的机制我总结为了以下几种:

首先来简单说说Cache aside的这种方式:

Cache Aside模式

这种模式处理缓存通常都是先从数据库缓存查询,如果缓存没有命中则从数据库中进行查找。

这里面会发生的三种情况如下:

缓存命中:

当查询的时候发现缓存存在,那么直接从缓存中提取。

缓存失效:

当缓存没有数据的时候,则从database里面读取源数据,再加入到cache里面去。

缓存更新:

当有新的写操作去修改database里面的数据时,需要在写操作完成之后,让cache里面对应的数据失效。

关于这种模式下依然会存在缺陷。比如,一个是读操作,但是没有命中缓存,然后就到数据库中取数据,此时来了一个写操作,写完数据库后,让缓存失效,然后,之前的那个读操作再把老的数据放进去,所以,会造成脏数据。

Facebook的大牛们也曾经就缓存处理这个问题发表过相关的论文,链接如下:

分布式环境中要想完全的保证数据一致性是一件极为困难的事情,我们只能够尽可能的减低这种数据不一致性问题产生的情况。

Read Through模式

Read Through模式是指应用程序始终从缓存中请求数据。 如果缓存没有数据,则它负责使用底层提供程序插件从数据库中检索数据。 检索数据后,缓存会自行更新并将数据返回给调用应用程序。使用Read Through 有一个好处。

我们总是使用key从缓存中检索数据, 调用的应用程序不知道数据库, 由存储方来负责自己的缓存处理,这使代码更具可读性, 代码更清晰。但是这也有相应的缺陷,开发人员需要给编写相关的程序插件,增加了开发的难度性。

Write Through模式

Write Through模式和Read Through模式类似,当数据发生更新的时候,先去Cache里面进行更新,如果命中了,则先更新缓存再由Cache方来更新database。如果没有命中的话,就直接更新Cache里面的数据。

2.缓存穿透问题

在高并发的场景中,缓存穿透是一个经常都会遇到的问题。

什么是缓存穿透?

大量的请求在缓存中没有查询到指定的数据,因此需要从数据库中进行查询,造成缓存穿透。

会造成什么后果?

大量的请求短时间内涌入到database中进行查询会增加database的压力,最终导致database无法承载客户单请求的压力,出现宕机卡死等现象。

常用的解决方案通常有以下几类:

1.空值缓存

在某些特定的业务场景中,对于数据的查询可能会是空的,没有实际的存在,并且这类数据信息在短时间进行多次的反复查询也不会有变化,那么整个过程中,多次的请求数据库操作会显得有些多余。

不妨可以将这些空值(没有查询结果的数据)对应的key存储在缓存中,那么第二次查找的时候就不需要再次请求到database那么麻烦,只需要通过内存查询即可。这样的做法能够大大减少对于database的访问压力。

2.布隆过滤器

通常对于database里面的数据的key值可以预先存储在布隆过滤器里面去,然后先在布隆过滤器里面进行过滤,如果发现布隆过滤器中没有的话,就再去redis里面进行查询,如果redis中也没有数据的话,再去database查询。这样可以避免不存在的数据信息也去往存储库中进行查询情况。

什么是缓存雪崩?

当缓存服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间段失效,这样在失效的时候,也会给后端系统(比如DB)带来很大压力。

如何避免缓存雪崩问题?

1.使用加锁队列来应付这种问题。当有多个请求涌入的时候,当缓存失效的时候加入一把分布式锁,只允许抢锁成功的请求去库里面读取数据然后将其存入缓存中,再释放锁,让后续的读请求从缓存中取数据。但是这种做法有一定的弊端,过多的读请求线程堵塞,将机器内存占满,依然没有能够从根本上解决问题。

2.在并发场景发生前,先手动触发请求,将缓存都存储起来,以减少后期请求对database的第一次查询的压力。数据过期时间设置尽量分散开来,不要让数据出现同一时间段出现缓存过期的情况。

3.从缓存可用性的角度来思考,避免缓存出现单点故障的问题,可以结合使用 主从+哨兵的模式来搭建缓存架构,但是这种模式搭建的缓存架构有个弊端,就是无法进行缓存分片,存储缓存的数据量有限制,因此可以升级为Redis Cluster架构来进行优化处理。(需要结合企业实际的经济实力,毕竟Redis Cluster的搭建需要更多的机器)

4.Ehcache本地缓存 + Hystrix限流&降级,避免MySQL被打死。

使用 Ehcache本地缓存的目的也是考虑在 Redis Cluster 完全不可用的时候,Ehcache本地缓存还能够支撑一阵。

使用 Hystrix进行限流 & 降级 ,比如一秒来了5000个请求,我们可以设置假设只能有一秒 2000个请求能通过这个组件,那么其他剩余的 3000 请求就会走限流逻辑。

然后去调用我们自己开发的降级组件(降级),比如设置的一些默认值呀之类的。以此来保护最后的 MySQL 不会被大量的请求给打死。