1:缓存预热
场景:“宕机”服务器启动后迅速宕机
问题排查:
1:请求数量较高,大量的请求过来之后都需要去从缓存中获取数据,但是缓存中又没有,
此时从数据库中查找数据然后将数据再存入缓存,造成了短期内对redis的高强度操作从而导致问题
2:主从之间数据吞吐量较大,数据同步操作频度较高
解决方案:
前置准备工作:
日常例行统计数据访问记录,统计访问频度较高的热点数据
准备工作:
1:将统计结果中的数据分类,根据级别,redis优先加载级别较高的热点数据
2:从数据库中提取热点数据
实施:
使用脚本程序固定触发 热点数据主从同时预热
总结:
缓存预热就是系统启动前,提前将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。
避免在用户请求的时候,先查询数据库,然后再将数据缓存的问题!用户直接查询事先被预热的缓存数据!
2:缓存击穿
场景:还是数据库服务器崩溃
1:系统平稳运行过程中
2:数据库连接量瞬间激增
3:Redis服务器无大量key过期
4:Redis内存平稳,无波动
5:Redis服务器CPU正常
6:数据库崩溃
问题排查:
1:Redis中某个key过期,该key访问量巨大
2:多个数据请求从服务器直接压到Redis后,均未命中
3:Redis在短时间内发起了大量对数据库中同一数据的访问
问题总结:
单个key高热数据突然过期
解决方案:
1:预先设定以电商为例,每个商家根据店铺等级,指定若干款主打商品,
在购物节期间,加大此类信息key的过期时长
注意:购物节不仅仅指当天,以及后续若干天,访问峰值呈现逐渐降低的趋势
2:现场调整监控访问量,对自然流量激增的数据延长过期时间或设置为永久性key
3:后台刷新数据启动定时任务,高峰期来临之前,刷新数据有效期,确保不丢失
4:二级缓存设置不同的失效时间,保障不会被同时淘汰就行
处理总结:
缓存击穿就是单个高热数据过期的瞬间,数据访问量较大,未命中redis后,
发起了大量对同一数据的数据库访问,导致对数 据库服务器造成压力。
应对策略应该在业务数据分析与预防方面进行,配合运行监控测试与即时调整策略。
3:缓存穿透
场景:数据库服务器又崩溃了
1:系统平稳运行过程中
2:应用服务器流量随时间增量较大
3:Redis服务器命中率随时间逐步降低
4:Redis内存平稳,内存无压力
5:Redis服务器CPU占用激增
6:数据库服务器压力激增
7:数据库崩溃
问题排查:
1.Redis中大面积出现未命中
2.出现非正常URL访问
问题分析:
获取的数据在数据库中也不存在,数据库查询未得到对应数据
Redis获取到null数据未进行持久化,直接返回下次
此类数据到达重复上述过程
出现黑客攻击服务器
解决方案:
1:缓存null对查询结果为null的数据进行缓存(长期使用,定期清理),
设定短时限,例如30-60秒,最高5分钟
2:白名单策略提前预热各种分类数据id对应的bitmaps,id作为bitmaps的offset,
相当于设置了数据白名单。
当加载正常数据时放行,加载异常数据时直接拦截(效率偏低)
使用布隆过滤器(有关布隆过滤器的命中问题对当前状况可以忽略)
3:实施监控实时监控redis命中率(业务正常范围时,通常会有一个波动值)与null数据的占比
非活动时段波动:通常检测3-5倍,超过5倍纳入重点排查对象
活动时段波动:通常检测10-50倍,超过50倍纳入重点排查对象
根据倍数不同,启动不同的排查流程。然后使用黑名单进行防控(运营)
4:key加密问题出现后,临时启动防灾业务key
对key进行业务层传输加密服务,设定校验程序,请求过来的key校验
例如每天随机分配60个加密串,挑选2到3个,
混淆到页面数据id中,发现访问key不满足规则,驳回数据访问。
处理总结:
缓存穿透是指访问了不存在的数据,跳过了合法数据的redis数据缓存阶段,
每次访问数据库,导致对数据库服务器造成压力。
通常此类数据的出现量是一个较低的值,当出现此类情况以毒攻毒,并及时报警。
应对策略应该在临时预案防范方面多做文章。
无论是黑名单还是白名单,都是对整体系统的压力,警报解除后尽快移除。
4:缓存雪崩
场景:数据库服务器崩溃,一连串的场景会随之儿来
1:系统平稳运行过程中,忽然数据库连接量激增
2:应用服务器无法及时处理请求
3:大量500错误页面出现
4:客户反复刷新页面获取数据
5:数据库崩溃
6:应用服务器崩溃
7:重启应用服务器无效
8:Redis服务器崩溃
9:Redis集群崩溃
10:重启数据库后再次被瞬间流量放倒
问题排查:
1:在一个较短的时间内,缓存中较多的key集中过期
2:此周期内请求访问过期的数据,redis未命中,redis向数据库获取数据
3:数据库同时接收到大量的请求无法及时处理
4:数据库流量激增,数据库崩溃
5:重启后仍然面对缓存中无数据可用
6:Redis服务器资源被严重占用,Redis服务器崩溃 (被不断请求)
7:Redis集群呈现崩塌,集群瓦解
8:应用服务器无法及时得到数据响应请求,来自客户端的请求数量越来越多,应用服务器崩溃
9:应用服务器,redis,数据库全部重启,效果不理想
问题总结:
短时间范围内,大量key集中过期
解决方案思路:
1:限流、降级短时间范围内牺牲一些客户体验,限制一部分请求访问,降低应用服务器压力,待业务低速运转后再逐步放开访问
2:检测Mysql严重耗时业务进行优化对数据库的瓶颈排查:
例如超时查询、耗时较高事务等
3:灾难预警机制监控redis服务器性能指标CPU占用、CPU使用率内存容量查询平均响应时间线程数
落地实践:
1:数据有效期策略调整根据业务数据有效期进行分类错峰,A类90分钟,B类80分钟,C类70分钟过期时间
使用固定时间+随机值的形式,稀释集中到期的key的数量
2:超热数据使用永久key
3:定期维护(自动+人工)对即将过期数据做访问量分析,确认是否延时,配合访问量统计,做热点数据的延时
4:加锁:慎用!
处理总结:
缓存雪崩就是瞬间过期数据量太大,导致对数据库服务器造成压力。
如能够有效避免过期时间集中,可以有效解决雪崩现象的 出现(约40%),
配合其他策略一起使用,并监控服务器的运行数据,根据运行记录做快速调整。
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