Redis（十一）【缓存穿透、击穿和雪崩】

川长思鸟来 2024-04-07 11:52 20阅读 0赞

### 十一、 Redis缓存穿透和雪崩 ###

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Redis缓存的使用，极大的提供了应用程序和性能和效率，特别是数据查询方面。但同时也带来了一些问题。其中，最要害的问题就是**数据的一致性**问题，从严格意义上讲，这个问题无解。如果对数据的一致性要求很高，那么就不能使用缓存

#### 11.1 缓存穿透 ####

> 概念

缓存穿透的概念很简单，用户想要查询一个数据，发现redis内存数据库没有，也就是缓存没有命中，于是就向持久层数据库查询。发现也没有，于是本次查询失败。当用户较多的时候，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的压力，这时候就相当于出现了缓存穿透现象

> 解决方案

*  **布隆过滤器**

**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，在控制层先进行校验，不符合则丢弃，从而便面了对底层存储系统的查询压力**

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*  **缓存空对象**

**当存储不命中，即使返回的空对象也将其缓存起来，同时设置一个过期时间，之后在访问这个数据将会从缓存中获取，保护了后端数据源**

![在这里插入图片描述][00013ffa8ac34c58ae59528777c4a2da.png_pic_center]

**但这种方法会存在两个问题**

*  ***如果控制能够被缓存起来，这就意味着缓存需要更多的空间存储更多的键，因为这当中可能会有很多的空值的键***
 *  ***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数据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***

mybatis中的cache解决了缓存穿透：将数据库中没有查询到的结果也进行缓存

#### 11.2 缓存击穿 ####

> 概述

**缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的抗着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞**

**当某个key在过期的瞬间，有大量的请求并发访问，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

*  **设置热点数据永不过期**

从缓存层面来看，没有设置过期时间，所以不会出现热点key过期后产生的问题

*  **加互斥锁**

分布式锁：使用分布式锁，保证对每个key同时只有一个线程去查询后端服务，其它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

#### 11.3 缓存雪崩 ####

> 概述

缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效，即 Redis 宕机

![在这里插入图片描述][d293a0727a054f2fbe95074da6cf786b.png_pic_center]

集中过期，倒不是非常致命，比较致命的缓存雪崩，是缓存服务器某个节点宕机或断网。因为自然形成了缓存雪崩，一定是在某个时间段集中创建缓存，这个时候数据库也是可以顶住压力的。无非就是对数据库产生周期性的压力而已。而缓存服务节点的宕机，对数据库服务器造成的压力是不可预知的，很有可能瞬间就把数据库压垮

> 解决方案

*  **redis高可用**

这个思想的含义是，既然 redis 有可能挂掉，那多设几台 redis，这样一台挂掉之后其它的还可以继续工作，其实就是搭建的集群

*  **启用降级和熔断措施**

在发生雪崩时，若应用访问的不是核心数据，则直接返回预定义信息/空值/错误信息。或者在发生雪崩时，对于访问缓存接口的请求，客户端并不会把请求发给Redis，而是直接返回

*  **数据预热**

数据加热的含义就是在正式部署之前，先把可能的数据先预防访问一遍，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，让缓存失效的时间点尽量均匀

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