‘壹’ 缓存穿透的意义
最基本的就是首先做好参数校验,一些不合法的参数请求直接抛出异常信息返回给客户端。比如查询的数据库 id 不能小于 0、传入的邮箱格式不对的时候直接返回错误消息给客户端等等。
1)缓存无效 key : 如果缓存和数据库都查不到某个 key 的数据就写一个到 redis 中去并设置过期时间,具体命令如下:SET key value EX 10086。这种方式可以解决请求的 key 变化不频繁的情况,如何黑客恶意攻击,每次构建的不同的请求key,会导致 redis 中缓存大量无效的 key 。很明显,这种方案并不能从根本上解决此问题。如果非要用这种方式来解决穿透问题的话,尽量将无效的 key 的过期时间设置短一点比如 1 分钟。另外,一般情况下我们是这样设计 key 的: 表名:列名:主键名:主键值。
2)布隆过滤器:布隆过滤器是一个非常神奇的数据结构,通过它我们可以非常方便地判断一个给定数据是否存在与海量数据中。我们需要的就是判断 key 是否合法,有没有感觉布隆过滤器就是我们想要找的那个“人”。具体是这样做的:把所有可能存在的请求的值都存放在布隆过滤器中,当用户请求过来,我会先判断用户发来的请求的值是否存在于布隆过滤器中。不存在的话,直接返回请求参数错误信息给客户端,存在的话才会走下面的流程。
‘贰’ 该怎么解决 Redis 缓存穿透和缓存雪崩问题
缓存雪崩: 由于缓存层承载着大量请求,有效地 保护了存储层,但是如果缓存层由于某些原因不能提供服务,比如 Redis 节点挂掉了,热点 key 全部失效了,在这些情况下,所有的请求都会直接请求到数据库,可能会造成数据库宕机的情况。
预防和解决缓存雪崩问题,可以从以下三个方面进行着手:
1、使用 Redis 高可用架构:使用 Redis 集群来保证 Redis 服务不会挂掉
2、缓存时间不一致: 给缓存的失效时间,加上一个随机值,避免集体失效
3、限流降级策略:有一定的备案,比如个性推荐服务不可用了,换成热点数据推荐服务
缓存穿透: 缓存穿透是指查询一个根本不存在的数据,这样的数据肯定不在缓存中,这会导致请求全部落到数据库上,有可能出现数据库宕机的情况。
预防和解决缓存穿透问题,可以考虑以下两种方法:
1、缓存空对象: 将空值缓存起来,但是这样就有一个问题,大量无效的空值将占用空间,非常浪费。
2、布隆过滤器拦截: 将所有可能的查询key 先映射到布隆过滤器中,查询时先判断key是否存在布隆过滤器中,存在才继续向下执行,如果不存在,则直接返回。布隆过滤器有一定的误判,所以需要你的业务允许一定的容错性。
‘叁’ redis缓存穿透,频繁查询db,怎么解决
首先要明白redis数据库
redis内存数据库, 所数据基本都存于内存, 定追加或者快照式刷新硬盘.
由于redis内存数据库, 所读取写入速度非快, 所经用做数据, 页面等缓存
‘肆’ 什么是缓存穿透
缓存穿透又称缓存击穿,是指在高并发场景下缓存中(包括本地缓存和Redis缓存)的某一个Key被高并发的访问没有命中,此时回去数据库中访问数据,导致数据库并发的执行大量查询操作,对DB造成巨大的压力。
‘伍’ 什么是缓存穿透有哪些解决办法
缓存穿透:指查询一个一定不存在的数据,由于缓存是不命中时需要从数据库查询,查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询,造成缓存穿透。
解决方案:最简单粗暴的方法如果一个查询返回的数据为空(不管是数据不存在,还是系统故障),我们就把这个空结果进行缓存,但它的过期时间会很短,最长不超过五分钟。
‘陆’ redis常见问题
1. 缓存击穿
缓存击穿是指一个请求要访问的数据,缓存中没有,但数据库中有的情况。这种情况一般都是缓存过期了。
但是这时由于并发访问这个缓存的用户特别多,这是一个热点 key,这么多用户的请求同时过来,在缓存里面没有取到数据,所以又同时去访问数据库取数据,引起数据库流量激增,压力瞬间增大,直接崩溃给你看。
所以一个数据有缓存,每次请求都从缓存中快速的返回了数据,但是某个时间点缓存失效了,某个请求在缓存中没有请求到数据,这时候我们就说这个请求就"击穿"了缓存。
针对这个场景,对应的解决方案一般来说有三种。
借助Redis setNX命令设置一个标志位就行。设置成功的放行,设置失败的就轮询等待。就是在更新缓存时加把锁
后台开一个定时任务,专门主动更新过期数据
比如程序中设置 why 这个热点 key 的时候,同时设置了过期时间为 10 分钟,那后台程序在第 8 分钟的时候,会去数据库查询数据并重新放到缓存中,同时再次设置缓存为 10 分钟。
其实上面的后台续命思想的最终体现是也是永不过期。
只是后台续命的思想,会主动更新缓存,适用于缓存会变的场景。会出现缓存不一致的情况,取决于你的业务场景能接受多长时间的缓存不一致。
2. 缓存穿透
缓存穿透是指一个请求要访问的数据,缓存和数据库中都没有,而用户短时间、高密度的发起这样的请求,每次都打到数据库服务上,给数据库造成了压力。一般来说这样的请求属于恶意请求。
解决方案有两种:
就是在数据库即使没有查询到数据,我们也把这次请求当做 key 缓存起来,value 可以是 NULL。下次同样请求就会命中这个 NULL,缓存层就处理了这个请求,不会对数据库产生压力。这样实现起来简单,开发成本很低。
3. 缓存雪崩
缓存雪崩是指缓存中大多数的数据在同一时间到达过期时间,而查询数据量巨大,这时候,又是缓存中没有,数据库中有的情况了。
防止雪崩的方案简单来说就是错峰过期。
在设置 key 过期时间的时候,在加上一个短的随机过期时间,这样就能避免大量缓存在同一时间过期,引起的缓存雪崩。
如果发了雪崩,我们可以有服务降级、熔断、限流手段来拒绝一些请求,保证服务的正常。但是,这些对用户体验是有一定影响的。
4. Redis 高可用架构
Redis 高可用架构,大家基本上都能想到主从、哨兵、集群这三种模式。
哨兵模式:
它主要执行三种类型的任务:
哨兵其实也是一个分布式系统,我们可以运行多个哨兵。
然后这些哨兵之间需要相互通气,交流信息,通过投票来决定是否执行自动故障迁移,以及选择哪个从服务器作为新的主服务器。
哨兵之间采用的协议是 gossip,是一种去中心化的协议,达成的是最终一致性。
选举规则: