Redis緩存穿透、擊穿、雪崩來解釋個明白

隨着用戶的增長,用戶的請求也越來越頻繁,爲了保證服務器在高併發的情況能正常提供服務,我們首先引入了緩存Redis,減少數據庫的壓力和數據的安全性同時提高了接口反應效率,解決了用戶的請求直接與數據庫建立連接。 

但是在使用Redis的時候,隨之而來的問題也會越來越多,有些請求甚至會直接越過Redis直接請求數據庫,今天我們來了解Redis數據庫經常會談及的問題緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透

緩存雪崩

在某一時刻,大量的key失效,用戶大量請求直接請求數據庫,導致數據庫宕機。此時的Redis形同虛設,用戶大量請求都命中不了,導致數據庫服務器壓力過大,Redis本身是用來減少數據庫的壓力,那麼此時如何解決呢?

緩存雪崩解決方案

1.隨機設置緩存的過期時間,以防同時過期大量緩存數據。

var time = Math.random()*10000;>setex name time mango

2.如果是在集羣環境中,將熱點數據均勻分佈在不同的緩存數據庫中。

3.也可以熱點數據永不過期,如果有數據更新就直接更新redis即可。

>set name mango>set name zhangsan    #修改key的value值

緩存擊穿

緩存裏面的一個key非常的火爆,在某一時間這個key剛好過期,大併發數據量擊穿了緩存直接請求數據庫,導致數據庫壓力過大,嚴重情況會導致數據庫崩潰,這就是緩存擊穿。例如:微博熱點新聞,某個明星又出緋聞了,然後大量的粉絲刷文章刷評論,一時間熱火朝天,突然請求這條微博的緩存過期,那麼大量的請求直接湧向數據庫,建立大量連接,數據庫還沒反應過來就崩了。

緩存擊穿解決方案

1.設置這個key永遠不會過期

>hset 156486453215 title "mango上熱搜" describe "mango太帥了"

2.程序控制請求數據庫的次數,比如添加互斥鎖、延時請求(1s後請求)

public static string GetData(string key){    //從redis查數據    string result = RedisHelper.GetDataByKey(key);    if(string.IsNull(result))    //獲取到空數據    {        lock(obj)    //鎖定資源        {            //從數據庫獲取數據            result = DB.GetDataByKey(key);            //校驗            if(!string.IsNull(result))            {                RedisHelper.SetData(key,result);    //緩存且返回                return result;            }        }        Thread.sleep(1000);    //先睡一覺    }}

意思大概是這麼個意思,代碼的話,哈哈哈,明白意思最重要。

3.服務器熔斷、降級,限制每個用戶的訪問次數,並且如果獲取不到數據即返回一個固定的推薦頁面。

緩存穿透

用戶不斷地請求一個緩存沒有並且數據庫也沒有的數據,服務器瘋狂的跟數據庫建立連接從而壓倒數據庫。比如說:根據產品id獲取產品詳情的接口,那麼我用一個id=-1去請求,那肯定是獲取不到任何數據的。一般這樣的情況有可能服務器遭到了惡意攻擊。

緩存穿透解決方案

1.在用戶請求的接口層增加一些校驗,例如:用戶鑑權校驗、參數傳值校驗等不合法的參數請求即直接返回。開發者應該保持一個悲觀的態度,不要相信任何客戶端因爲計算機本身不知道操作者是誰,任何參數都應該考慮到。

if(id < 0){    return("參數不合法");}

2.使用Redis高級數據結構布隆過濾器(Redis如何實現刷抖音不重複-布隆過濾器(Bloom Filter)),他就是檢測數據庫中是否存在該key,不存在就直接返回即可。

>bf.mexists user(integer) 0    #如果不存在,則return

 

寫到最後

緩存的雪崩、擊穿、穿透其實都是客戶端請求直接越過緩存直接請求數據庫,但是他們從意義上來講又有微妙的不同。大家一定要理解這三者是如何產生的,才能對症下藥。

在用戶請求的時候我們可以配置服務器的熔斷+降級,保證服務器不會崩潰,用戶請求頻繁可以限制它的請求次數,或者可以犧牲部分用戶的性能。

一般來講數據到達一定量後,爲了保證服務器的高可用,我們會對redis建立集羣或者是主從+哨兵模式,避免redis直接掛掉沒有任何的機器代替。也可以使用redis持久化,如果Redis崩潰,重啓後且恢復數據

當然,我們也要保證數據庫本身具有一定的抗壓性,比如我們添加一主多從的數據庫,保證數據庫不會那麼容易崩潰。

 

 

一名正在搶救的coder

筆名:mangolove

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