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缓存穿透 缓存击穿 缓存雪崩

缓存穿透 缓存击穿 缓存雪崩

作者: aoshi | 来源:发表于2020-11-30 17:18 被阅读0次

    缓存穿透

    定义:

    一个一定不存在的缓存及查询不到的数据;由于缓存是不命中时被动写的,并且出于容错考虑,如果从存储层查不到数据则不写入缓存;这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询,失去了缓存的意义。
    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:
    有很多种方法可以有效地解决缓存穿透问题
    1.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。
    2.如果一个查询返回的数据为空(不管是数据不存在,还是系统故障),我们仍然把这个空结果进行缓存,但它的过期时间会很短,最长不超过五分钟。
    

    缓存击穿

    定义:

    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:
    1. 设置热点数据永远不过期。
    2. 加互斥锁,互斥锁参考代码如下:
    互斥锁
    业界比较常用的做法,是使用mutex。简单地来说,就是在缓存失效的时候(判断拿出来的值为空),不是立即去load db,而是先使用缓存工具的
    某些带成功操作返回值的操作(比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD)去set一个mutex key,当操作返回成功时,再进行load db的操作并回设缓存;
    否则,就重试整个get缓存的方法。
    SETNX,是「SET if Not eXists」的缩写,也就是只有不存在的时候才设置,可以利用它来实现锁的效果。
    function get($key) {
            $db = '';       //mysql模型
            $redis = '';        //redis模型
            $key_mutex = 'key_mutex';
            $value = $redis.get($key);
            $expire_secs = 60 * 100;
            if ($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
                if ($redis.setnx($key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) {  //代表设置成功
                    $value = $db.get($key);
                    $redis.set($key, $value, $expire_secs);
                    $redis.del($key_mutex);
                } 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;
            }
        }
    
    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。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的缓存数据库中。
    3. 设置热点数据永远不过期。
    

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