Redis缓存雪崩、穿透、击穿

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-12-16 14:26 172阅读 0赞

# Redis缓存雪崩、穿透、击穿 #

**1. 雪崩是大面积的key缓存失效；  
2. 穿透是redis里不存在这个缓存key；  
3. 击穿是redis某一个热点key突然失效，最终的受害者都是数据库。**

# 正常的Redis访问流程 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGVuZ3dlaTIzMDYxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

# 缓存雪崩 #

**缓存雪崩：  
在高并发下，大量缓存key在同一时间失效，大量请求直接落在数据库上，导致数据库宕机。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGVuZ3dlaTIzMDYxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**举例：**

双十一期间，所有用户一打开淘宝就是进入首页，首页的压力非常大，为了提高并发，将网站首页数据都缓存到redis里，所有的redis key失效时间都是3小时。

双十一当天大量用户剁手狂欢，这时候3个小时过去了，redis里首页的key缓存全部失效，这时候redis里查询不到数据了，只能去数据库中查询，造成数据库无法响应挂掉。

**解决方案**

1.  随机设置key失效时间，避免大量key集体失效。

setRedis（Key，value，time + Math.random() * 10000）；

1.  若是集群部署，可将热点数据均匀分布在不同的Redis库中也能够避免key全部失效问题
2.  不设置过期时间
3.  跑定时任务，在缓存失效前刷进新的缓存

# 缓存穿透 #

**缓存穿透： redis缓存和数据库中没有相关数据(例用户直接携带id<=0的参数不断发起请求)，redis中没有这样的数据，无法进行拦截，直接被穿透到数据库，导致数据库压力过大宕机。**

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**举例**

老哥做了一个网站火了，动了别人的蛋糕，于是开始疯狂攻击老哥的网站，由于老哥网络安全方面学艺不精被人钻了空子。

某人用脚本疯狂的给老哥发送请求，查询 id = -1 的数据，redis并没有这样的数据，这时候就穿透redis，直接打到了数据库上。

半夜老哥在睡觉并没有察觉，他疯狂攻击老哥一晚上，结果把数据库搞挂了，然后老哥的网站也挂了。

**解决方案**

1.  对不存在的数据缓存到redis中，设置key，value值为null(不管是数据未null还是系统bug问题)，并设置一个短期过期时间段，避免过期时间过长影响正常用户使用。
2.  拉黑该IP地址
3.  对参数进行校验，不合法参数进行拦截
4.  布隆过滤器 将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap(位图)中，一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。

# 缓存击穿 #

**缓存击穿： 某一个热点key，在不停地扛着高并发，当这个热点key在失效的一瞬间，持续的高并发访问就击破缓存直接访问数据库，导致数据库宕机。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGVuZ3dlaTIzMDYxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

**举例**  
双十一马爸爸突发奇想，想拍卖自己穿了20年的老布鞋，并且附带本人签名，程序员将该鞋的信息存到了redis中，设置了3小时过期。寻思3小时够他们抢了吧，但他低估了马爸爸的魅力。

该商品引起了一千万人关注，这些人不断的竞拍这双鞋，价格越拍越高，马爸爸乐开了花。

竞拍了2小时59分，马上要拍到一个亿了，突然这双鞋在redis里的key数据过期了，导致该key的大量请求，都打到了数据库，直接导致数据库挂掉了，服务无法响应。

竞拍到此结束，鞋没卖出去，马爸爸又不开心了，把这个程序员也外派到非洲了。

**解决方案**

1.  设置热点数据"永不过期"
2.  加上互斥锁/分布式锁：上面的现象是多个线程同时去查询数据库的这条数据，那么我们可以在第一个查询数据的请求上使用一个互斥锁来锁住它(对请求数据库查询加锁)

其他的线程走到这一步拿不到锁就等着，等第一个线程查询到了数据，然后将数据放到redis缓存起来。后面的线程进来发现已经有缓存了，就直接走缓存

# 简单的分布式锁实现，之后我们重点会讲分布式锁
    public String get(key) { 
      String value = redis.get(key);
      if (value == null) {  //代表缓存值过期
        //设置3min的超时，防止del操作失败的时候，下次缓存过期一直不能load db
        String keynx = key.concat(":nx");
        if (redis.setnx(keynx, 1, 3 * 60) == 1) {  //代表设置成功
          value = db.get(key);
          redis.set(key, value, expire_secs);
          redis.del(keynx);
        } else { 
          //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了，这时候重试获取缓存值即可
          sleep(50);
          get(key); //重试
        }
      } else { 
        return value;        
      }
    }

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