Redis緩存中【緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩】解決方案

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1.前言

當(dāng)我們設(shè)計一個Redis緩存服務(wù)時，緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩這三大問題我們不得不考慮。同時參見面試時面試官也會常問這三大問題。本章我們來分析一下這三大問題。

2.緩存穿透

2.1什么叫緩存穿透？

• 正常情況下，查詢數(shù)據(jù)無論在緩存中或者數(shù)據(jù)庫中，都應(yīng)該有這樣的數(shù)據(jù)。但如果這個數(shù)據(jù)在緩存和數(shù)據(jù)庫都?不存在?，那么用戶高并發(fā)環(huán)境下訪問?數(shù)據(jù)庫?和?緩存?中都?不存在的數(shù)據(jù)?稱之為緩存穿透現(xiàn)象.

• 

2.2穿透帶來的問題

• 如果有些不懷好意的人，利用這個不存在的數(shù)據(jù)，頻繁大量的訪問你的數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生大量的請求，極有可能導(dǎo)致你的數(shù)據(jù)庫異常訪問不了、數(shù)據(jù)庫宕掉。

2.3解決方案

1). 禁用IP 限制IP訪問.

2). 限流 每秒最多訪問3次

3).?布隆過濾器?(常見解決方案)

4).?緩存空值?(簡單粗暴)

• 布隆過濾器

• 布隆過濾器（Bloom Filter）是1970年由布隆提出的。它實際上是一個?很長的二進制向量和一系列隨機映射函數(shù)?。布隆過濾器可以?用于檢索一個元素是否在一個集合中?。它的優(yōu)點是空間效率和查詢時間都比一般的算法要好的多，缺點是有一定的誤識別率和刪除困難。

• 原理

• 

• 缺點：

• 由于?hash碰撞問題?,可能由多個key有相同的位置,所以得出結(jié)論,布隆過濾器認為數(shù)據(jù)存在,那么數(shù)據(jù)可能存在.如果布隆過濾器認為數(shù)據(jù)不存在,則數(shù)據(jù)一定不在.

• 解決方案

• 1.擴容二進制向量位數(shù).

• 2.增加hash函數(shù)的個數(shù)

• 當(dāng)位數(shù)增加/函數(shù)適當(dāng)增加,則可以有效的降低hash碰撞的幾率. 默認值 0.03

• 緩存空值

• 這個方案簡單粗暴，就是拿到這些不存在數(shù)據(jù)key，并把value設(shè)置成null放到緩存中去，后面再請求這樣的數(shù)據(jù)直接到緩存查詢，返回給它null就可以了，切記也要給這些不存在數(shù)據(jù)的key設(shè)置失效時間。

3.緩存擊穿

3.1什么叫緩存擊穿？

• 在高并發(fā)的環(huán)境下，大量請求同時請求同一個key，如果恰巧這個時候key失效了。那么當(dāng)某個熱點數(shù)據(jù)在緩存中?突然失效?.導(dǎo)致大量的用戶直接訪問數(shù)據(jù)庫.導(dǎo)致并發(fā)壓力過高造成異常這個現(xiàn)象被稱為?緩存擊穿

3.2擊穿帶來的問題

• 造成某個時刻所有訪問直接打在數(shù)據(jù)庫上，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫壓力劇增

3.3解決方案

1.盡可能將熱點數(shù)據(jù)的超時時間 設(shè)定的長一點

2.設(shè)定多級緩存 超時時間采用隨機算法.

4.緩存雪崩

4.1什么叫緩存雪崩？

• 在緩存服務(wù)器中,由于大量的緩存數(shù)據(jù)失效,導(dǎo)致用戶訪問的命中率過低.導(dǎo)致直接訪問數(shù)據(jù)庫.例如緩存服務(wù)宕機，然后大量請求直接訪問數(shù)據(jù)庫，極有導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫也宕機.

4.2雪崩帶來的問題

導(dǎo)致緩存、數(shù)據(jù)庫等一系列服務(wù)宕機..

4.3解決方案

1. 使用集群緩存，保證緩存服務(wù)的高可用

2. 設(shè)定超時時間時,應(yīng)該采用隨機算法

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