缓存穿透、缓存击穿与缓存雪崩解决方案 小鱼儿 2022-10-25 00:57 60阅读 0赞 # 一、前言 # 程序设计中使用缓存,前端发起取数请求到后台: **情况一:**首先从缓存中取数据,取到则直接返给前端; **情况二:**缓存中没取到,则转向数据库取数,取到后,先更新缓存再返给前端; **情况三:**数据库中也没取到,那直接返回空。 # 二、缓存穿透【穿透缓存、数据库,都无数据】 # **定义:**缓存穿透,是指缓存和数据库中都无数据,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)在接口层增加校验。比如:①用户鉴权校验,②id做基础校验,id<=0的直接拦截并返回。 2)使用临时缓存机制。缓存和数据库都取不到,此时可将key-value对写为key-null,设置较短的缓存有效时间(如30秒,设置太长可能导致正常情况没法使用)。如此,可防止用户反复用同一id暴力按查询攻击。 # 三、缓存击穿【击穿缓存,能在数据库中查到】 # **定义:**缓存击穿,是指缓存中没有,数据库中有的数据(一般情况是缓存时间到期);此时,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,导致数据库压力瞬间增大。 **解决方案:** 1)热点数据设置为永不过期。 2)加互斥锁,对查询操作进行同步。参考代码如下。 static Lock reenLock = new ReentrantLock(); public List<String> getData() throws InterruptedException { List<String> result = new ArrayList<String>(); // 从缓存取数 result = getDataFromCache(); if (result.isEmpty()) { if (reenLock.tryLock()) { try { System.out.println("拿到锁,从DB获取数据库后写入缓存"); // 从数据库取数 result = getDataFromDB(); // 将查询到的数据写入缓存 setDataToCache(result); } finally { reenLock.unlock();// 释放锁 } } else { result = getDataFromCache();// 先再查一下缓存 if (result.isEmpty()) { System.out.println("没拿到锁,缓存也无数据,等待..."); Thread.sleep(100);//等待 return getData();//重试 } } } return result; } 说明: 1)缓存中有数据,直接返回结果。 2)缓存中没有数据,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。**方案:锁可以细粒度到key。** # 四、缓存雪崩 # **定义:**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。 **与“缓存击穿”区别:**缓存击穿,是指并发查询同一条数据;缓存雪崩,是不同的数据都已基本同时过期,很多数据缓存查不到,都转而查询数据库。 **解决方案:** 1)批量往Redis存数时,每个Key的失效时间设置为随机值,如此可保证数据不会在同一时间大面积失效。 > setRedis(Key,value,time + Math.random() \* 10000); 2)如果Redis是集群部署,将热点数据均匀分布在不同的Redis库中,也可避免全部失效的问题。 3)热点数据设置永不过期,有更新操作则更新缓存即可。
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