Redis 企业级解决方案(缓存预热 缓存雪崩 缓存击穿)(十二)

1. 缓存预热

  • 问题
    服务器启动后迅速宕机
  • 问题分析
  • 请求数量较高
  • 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
      • 利用LRU数据删除策略,构建数据留存队列例如:storm和kfafa配合、
    • 准备工作
      • 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
      • 利用分布式多服务器同时进行数据读取,提速数据加载过程
      • 热点数据主从同时预热
    • 实施
      • 使用脚本程序固定触发数据预热过程
      • 如果条件允许,使用了CDN(内容分发网络),效果会更好
  • 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,将热点数据提前缓存,用户直接查询事先被预热的缓存数据。

2. 缓存雪崩

缓存雪崩就是当Redis服务器重启或者大量缓存数据在同一时期失效时,请求全部转发到数据库,数据库有可能会因为承受不住而宕机

  • 解决方案
  • 更多的页面静态化处理
  • 构建多级缓存架构 Nginx缓存+redis缓存+ehcache缓存
  • LRU 与LFU 切换
  • 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
  • 超热数据使用永久可以
  • 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,做热点数据延时
  • 加锁(慎用)

3. 缓存穿透

缓存击穿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(一般这种情况出现多为黑客攻击)。

  • 解决方案
  • 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
  • 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)
  • 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)

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