redis学习···redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

一、缓存穿透

1、缓存处理流程 :

    前台请求,后台先从缓存中取数据,取到直接返回结果,取不到时从数据库中取,
 同时数据库取到更新缓存,并返回结果,数据库也没取到,那直接返回空结果。

流程如下图:
在这里插入图片描述

2、缓存穿透概念:

	是指查询一个数据库一定不存在的数据。正常的使用缓存流程大致是:先进行缓存查询,
如果key不存在或者key已经过期,再对数据库进行查询,并把查询到的对象,放进缓存。
如果数据库查询对象为空,则不放进缓存。

3、缓存穿透为什么需要解决

	举例说明:数据库 id 是从 1 开始的,结果黑客发过来的请求 id 全部都是负数。
这样的话,缓存中不会有,请求每次都会直接越过缓存,直接查询数据库。这种恶意攻击
场景的缓存穿透就会直接把数据库给打死使数据库宕机。

如下图:
在这里插入图片描述
3、缓存穿透解决方案

    方案1:之所以会发生穿透,就是因为缓存中没有存储这些空数据的key。从而导致
每次查询都到数据库去了。那么我们就可以为这些key对应的值设置为null 
丢到缓存里面去。后面再出现查询这个key 的请求的时候,直接返回null 。
这样,就不用在到数据库中去走一圈了,但是别忘了设置过期时间。
    方案2:将数据库中所有的查询条件,放入布隆过滤器中,当一个查询请求过来时,
先经过布隆过滤器进行查,如果判断请求查询值存在,则继续查;如果判断请求查询
不存在,直接丢弃。

方案1:缓存空对象

当存储层不命中后,即使返回的空对象也将其缓存起来,同时会设置一个过期时间,之后再访问这个数据将会从缓存中获取,保护了后端数据源;
在这里插入图片描述

但是这种方法会存在两个问题:

1、如果空值能够被缓存起来,这就意味着缓存需要更多的空间存储更多的键,因为这当中可能会有很多的空值的键;
2、即使对空值设置了过期时间,还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致,这对于需要保持一致性的业务会有影响。

方案2:布隆顾虑器:

布隆过滤器是一种数据结构,垃圾网站和正常网站加起来全世界据统计也有几十亿个。网警要过滤这些垃圾网站,总不能到数据库里面一个一个去比较吧,这就可以使用布隆过滤器。假设我们存储一亿个垃圾网站地址。

可以先有一亿个二进制比特,然后网警用八个不同的随机数产生器(F1,F2, …,F8) 产生八个信息指纹(f1, f2, …, f8)。接下来用一个随机数产生器 G 把这八个信息指纹映射到 1 到1亿中的八个自然数 g1, g2, …,g8。最后把这八个位置的二进制全部设置为一。过程如下:
在这里插入图片描述

有一天网警查到了一个可疑的网站,想判断一下是否是XX网站,首先将可疑网站通过哈希映射到1亿个比特数组上的8个点。如果8个点的其中有一个点不为1,则可以判断该元素一定不存在集合中。

那这个布隆过滤器是如何解决redis中的缓存穿透呢?很简单首先也是对所有可能查询的参数以hash形式存储,当用户想要查询的时候,使用布隆过滤器发现不在集合中,就直接丢弃,不再对持久层查询。
在这里插入图片描述

这个形式很简单。

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