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Redis6缓存问题解决方案

一、缓存穿透

key对应的数据在数据源并不存在,每次针对此key的请求从缓存获取不到,请求都会压到数据源,从而可能压垮数据源。比如用一个不存在的用户id获取用户信息,不论缓存还是数据库都没有,若黑客利用此漏洞进行攻击可能压垮数据库。

Redis6缓存问题解决方案

解决方案

一个一定不存在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。

解决方案:

(1)对空值缓存:

如果一个查询返回的数据为空(不管是数据是否不存在),我们仍然把这个空结果(null)进行缓存,设置空结果的过期时间会很短,最长不超过五分钟。

(缺点:不在系统中的key值是无限的,如果均设置key值为空,会造成内存资源的极大浪费,引起性能急剧下降。)

(2)设置可访问的名单(白名单):

使用bitmaps类型定义一个可以访问的名单,名单id作为bitmaps的偏移量,每次访问和bitmap里面的id进行比较,如果访问id不在bitmaps里面,进行拦截,不允许访问。

(3)采用布隆过滤器:

将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmaps中,一个一定不存在的数据会被 这个bitmaps拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力。

(缺点:有一定的误识别率和删除困难)

(4)进行实时监控:

当发现Redis的命中率开始急速降低,需要排查访问对象和访问的数据,和运维人员配合,可以设置黑名单限制服务

缓存击穿

key对应的数据存在,但在redis中过期,此时若有大量并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。

Redis6缓存问题解决方案

key可能会在某些时间点被超高并发地访问,是一种非常“热点”的数据。这个时候,需要考虑一个问题:缓存被“击穿”的问题。

解决方案

(1)预先设置热门数据:

在redis高峰访问之前,把一些热门数据提前存入到redis里面,加大这些热门数据key的时长

(2)实时调整:

现场监控哪些数据热门,实时调整key的过期时长

(3)使用锁:

3.1 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。

3.2 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)去set一个mutex key

3.3 当操作返回成功时,再进行load db的操作,并回设缓存,最后删除mutex key;

3.4 当操作返回失败,证明有线程在load db,当前线程睡眠一段时间再重试整个get缓存的方法。

Redis6缓存问题解决方案

缓存雪崩

key对应的数据存在,但在redis中过期,此时若有大量并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。

缓存雪崩与缓存击穿的区别在于这里针对很多key缓存,前者则是某一个key

正常访问

Redis6缓存问题解决方案

缓存失效瞬间

Redis6缓存问题解决方案

解决方案:

(1)构建多级缓存架构:

nginx缓存 + redis缓存 +其他缓存(ehcache等)

(2)使用锁或队列:

使用锁或消息队列限制对数据库存储系统的访问线程的数量;

(3)设置过期标志更新缓存:

记录缓存数据是否过期(设置提前量),如果过期会触发通知另外的线程在后台去更新实际key的缓存。

(4)将缓存失效时间分散开:

给不同key设置随机或不同的失效时间,使失效时间的分布尽量均匀;