1.緩存穿透

1.1 問(wèn)題描述

緩存穿透是在客戶端/瀏覽器端請(qǐng)求一個(gè)不存在的key，這個(gè)key在redis中不存在，在數(shù)據(jù)庫(kù)中也不存在數(shù)據(jù)源，每次對(duì)此key的請(qǐng)求從緩存獲取不到，就會(huì)請(qǐng)求數(shù)據(jù)源。

如使用一個(gè)不存在的用戶id去訪問(wèn)用戶信息，redis和數(shù)據(jù)庫(kù)中都沒(méi)有，多次進(jìn)行請(qǐng)求可能會(huì)壓垮數(shù)據(jù)源

1.2 解決方法

一個(gè)一定不存在緩存及查詢不到的數(shù)據(jù)，由于緩存是不命中時(shí)被動(dòng)寫(xiě)入的，緩存不存在，出于容錯(cuò)考慮，查詢不到的數(shù)據(jù)是不會(huì)緩存在redis當(dāng)中，這將導(dǎo)致每次請(qǐng)求不存在的數(shù)據(jù)都會(huì)請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)，失去了緩存的意義。

（1）如果一個(gè)查詢返回的數(shù)據(jù)為空（不管是數(shù)據(jù)是否不存在），我們?nèi)匀话堰@個(gè)空結(jié)果（null）進(jìn)行緩存，設(shè)置空結(jié)果的過(guò)期時(shí)間會(huì)很短，最長(zhǎng)不超過(guò)五分鐘

（2）設(shè)置可訪問(wèn)的名單（白名單）：使用bitmaps類(lèi)型定義一個(gè)可以訪問(wèn)的名單，名單id作為bitmaps的偏移量，每次訪問(wèn)和bitmap里面的id進(jìn)行比較，如果訪問(wèn)id不在bitmaps里面，進(jìn)行攔截，不允許訪問(wèn)。

（3）采用布隆過(guò)濾器

（4）進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)Redis在命中率急速降低時(shí)，排查訪問(wèn)對(duì)象和訪問(wèn)數(shù)據(jù)，設(shè)置黑名單。

2.緩存擊穿

2.1 問(wèn)題描述

當(dāng)用戶請(qǐng)求一個(gè)存在的key的數(shù)據(jù)時(shí)，此時(shí)redis中該key的數(shù)據(jù)已經(jīng)過(guò)時(shí)，此時(shí)若有大量并發(fā)請(qǐng)求發(fā)現(xiàn)緩存過(guò)期都會(huì)請(qǐng)求數(shù)據(jù)源加載數(shù)據(jù)并且緩存到redis當(dāng)中，這個(gè)時(shí)候大量的并發(fā)可能會(huì)把數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)壓垮。

2.2 解決方法

key可能在某一個(gè)時(shí)間段被大量的請(qǐng)求，這個(gè)key的數(shù)據(jù)被稱(chēng)為熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候便要考慮“擊穿”問(wèn)題。

（1）預(yù)先設(shè)置熱門(mén)數(shù)據(jù)：在redis高峰訪問(wèn)之前，把一些熱門(mén)數(shù)據(jù)提前存入到redis里面，加大這些熱門(mén)數(shù)據(jù)key的時(shí)長(zhǎng)

（2）實(shí)時(shí)調(diào)整：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控哪些數(shù)據(jù)熱門(mén)，實(shí)時(shí)調(diào)整key的過(guò)期時(shí)長(zhǎng)

（3）使用鎖：

• 就是在緩存失效的時(shí)候（判斷拿出來(lái)的值為空），不是立即去load db。
• 先使用緩存工具的某些帶成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX）去set一個(gè)mutex key
• 當(dāng)操作返回成功時(shí)，再進(jìn)行l(wèi)oad db的操作，并回設(shè)緩存,最后刪除mutex key；
• 當(dāng)操作返回失敗，證明有線程在load db，當(dāng)前線程睡眠一段時(shí)間再重試整個(gè)get緩存的方法。

3.緩存雪崩

3.1 問(wèn)題描述

可以對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存在，但是key的數(shù)據(jù)已經(jīng)過(guò)期（redis緩存過(guò)期，會(huì)自動(dòng)刪除此key），此時(shí)大量的并發(fā)請(qǐng)求訪問(wèn)不同的key，即同時(shí)大量的訪問(wèn)不同的key，此時(shí)key處于過(guò)期階段，便會(huì)請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)，大量的并發(fā)請(qǐng)求會(huì)壓垮數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，這種情況被稱(chēng)為緩存雪崩，和緩存擊穿的不同是前者是一個(gè)key。

3.2 解決方法

緩存失效時(shí)的雪崩效應(yīng)對(duì)底層系統(tǒng)的沖擊非常可怕！

（1） 構(gòu)建多級(jí)緩存架構(gòu)：

• nginx緩存 + redis緩存 +其他緩存（ehcache等）

（2） 使用鎖或隊(duì)列：

• 用加鎖或者隊(duì)列的方式保證來(lái)保證不會(huì)有大量的線程對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)一次性進(jìn)行讀寫(xiě)，從而避免失效時(shí)大量的并發(fā)請(qǐng)求落到底層存儲(chǔ)系統(tǒng)上。不適用高并發(fā)情況

（3） 設(shè)置過(guò)期標(biāo)志更新緩存：

• 記錄緩存數(shù)據(jù)是否過(guò)期（設(shè)置提前量），如果過(guò)期會(huì)觸發(fā)通知另外的線程在后臺(tái)去更新實(shí)際key的緩存。

（4） 將緩存失效時(shí)間分散開(kāi)：

• 比如我們可以在原有的失效時(shí)間基礎(chǔ)上增加一個(gè)隨機(jī)值，比如1-5分鐘隨機(jī)，這樣每一個(gè)緩存的過(guò)期時(shí)間的重復(fù)率就會(huì)降低，就很難引發(fā)集體失效的事件。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。 

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