【Redis】013-Redis缓存穿透与雪崩

女爷i 2023-10-05 11:50 6阅读 0赞

# **目录** #

一、服务的高可用问题

二、缓存穿透（查不到）

1、概念

2、解决方案

布隆过滤器：

缓存空对象：

存在问题：

三、缓存击穿（量太大 缓存过期）

1、概述

2、解决方案

设置热点数据永不过期：

加互斥锁(分布式锁)：

四、缓存雪崩

1、缓存概念

2、解决方案

redis高可用：

限流降级：

数据预热：

五、Redis学习参考视频教程

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（面试重点，工作常用）

# 一、服务的高可用问题 #

Redis缓存的使用，极大的提升了应用程序的性能和效率，特别是数据查询方面。但同时，它也带来了一些问题。其中，最要害的问题，就是数据的一致性问题(事务在运行时不能保证原子性)，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；  
另外的一些典型问题就是，缓存穿透、缓存雪崩和缓存击穿。目前，业界也都有比较流行的解决方案；

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# 二、缓存穿透（查不到） #

## 1、概念 ##

在默认情况下，用户请求数据时，会先在缓存(Redis)中查找，若没找到即缓存未命中，再在数据库中进行查找，数量少可能问题不大，可是一旦大量的请求数据（例如秒杀场景）缓存都没有命中的话，就会全部转移到数据库上，造成数据库极大的压力，就有可能导致数据库崩溃。网络安全中也有人恶意使用这种手段进行攻击被称为洪水攻击；

## 2、解决方案 ##

### 布隆过滤器： ###

对所有可能查询的参数**以Hash的形式存储**，**以便快速确定是否存在这个值**，在控制层先进行拦截校验，校验不通过直接打回，减轻了存储系统的压力；

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### 缓存空对象： ###

**一次请求**若在缓存和数据库中都没找到，就**在缓存中方一个空对象**用于处理后续这个请求；

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### 存在问题： ###

①如果空值能够被缓存起来，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；  
②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；

# 三、缓存击穿（量太大 缓存过期） #

## 1、概述 ##

相较于缓存穿透，缓存击穿的目的性更强，一个存在的key，在缓存过期的一刻，同时有大量的请求，这些请求都会击穿到DB，造成瞬时DB请求量大、压力骤增。这就是缓存被击穿，只是针对其中某个key的缓存不可用而导致击穿，但是其他的key依然可以使用缓存响应；

比如热搜排行上，一个热点新闻被同时大量访问就可能导致缓存击穿；

## 2、解决方案 ##

### 设置热点数据永不过期： ###

这样就不会出现热点数据过期的情况，但是当Redis内存空间满的时候也会清理部分数据，而且此种方案会占用空间，一旦热点数据多了起来，就会占用部分空间；

### 加互斥锁(分布式锁)： ###

在访问key之前，采用**SETNX（set if not exists）来设置另一个短期key来锁住当前key的访问**，访问结束再删除该短期key。保证同时刻只有一个线程访问。这样对锁的要求就十分高；

# 四、缓存雪崩 #

## 1、缓存概念 ##

大量的key设置了相同的过期时间，导致在缓存在同一时刻全部失效，造成瞬时DB请求量大、压力骤增，引起雪崩；

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## 2、解决方案 ##

### redis高可用： ###

这个思想的含义是，既然redis有可能挂掉，那我多增设几台redis，这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作，**其实就是搭建的集群**；

### 限流降级： ###

这个解决方案的思想是，在缓存失效后，**通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量**。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待；

### 数据预热： ###

数据加热的含义就是在正式部署之前，我先把可能的数据先预先访问一遍，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；

# 五、Redis学习参考视频教程 #

[https://www.bilibili.com/video/BV1S54y1R7SB][https_www.bilibili.com_video_BV1S54y1R7SB]

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