缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩详解

超、凢脫俗 2023-02-14 15:40 77阅读 0赞

## 一、缓存处理流程 ##

前台请求，后台先从缓存中取数据，取到直接返回结果，取不到时从数据库中取，数据库取到更新缓存，并返回结果，数据库也没取到，那直接返回空结果。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDYyMzczNg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 二、缓存穿透 ##

**描述：**

缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，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：**

接口层增加校验，如用户鉴权校验，id做基础校验，id<=0的直接拦截；  
从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将key-value对写为key-null，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也没法使用）。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击

## 三、缓存击穿 ##

**描述：**

缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据（一般是缓存时间到期），这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，引起数据库压力瞬间增大，造成过大压力

**解决方案：**

设置热点数据永远不过期。  
加互斥锁，互斥锁参考代码如下：

public static String getData(String key) throws InterruptedException{ 
        //从缓存读取数据
        String result = getDataFromRedis(key);
        //缓存中不存在数据
        if(result == null){ 
            //去获取锁，获取成功，去数据库取数据
            if(reenLock.tryLock()){ 
                try { 
                    //从数据库获取数据
                    result = getDataFromMysql(key);
                    //更新缓存数据
                    if(result != null){ 
                        setDataToCache(key, result);
                    }
                } catch (Exception e) { 
                    e.printStackTrace();
                } finally { 
                    //释放锁
                    reenLock.unlock();
                }
            }else{ 
                //获取锁失败
                Thread.sleep(100);//暂停100ms再重新去获取数据
                result = getData(key);
            }
        }
        return result;
    }

**说明：**

1） 缓存中有数据，直接走上述代码13行后就返回结果了
    
    2） 缓存中没有数据，第1个进入的线程，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。

## 四、缓存雪崩 ##

**描述：**

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。和缓存击穿不同的是， 缓存击穿指并发查同一条数据，缓存雪崩是不同数据都过期了，很多数据都查不到从而查数据库。

**解决方案：**

1、缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生。
    2、如果缓存数据库是分布式部署，将热点数据均匀分布在不同搞得缓存数据库中。
    3、设置热点数据永远不过期。

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