【Redis】缓存穿透,缓存雪崩和缓存击穿区别和解决方案

一、缓存处理流程

前台发起请求,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,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。

在这里插入图片描述

二、缓存穿透

描述
缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据,而用户不断发起请求,如发起id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时用户很可能是攻击者,攻击会导致数据库压力过大。

解决方案:
1、接口层增加校验,如用户鉴权校验,id做基础校验,id<=0的直接拦截
2、从缓存取不到的数据,在数据库中也没有取到,这时也可以将key-value 对写为key-null,缓存有效时间可以设置短点,如30秒(设置太长会导致正常情况也没法使用)。这样可以防止攻击用户反复用一个id暴力攻击。

当我们从数据库找不到的时候,我们也将这个空对象设置到缓存里去,下次再请求的时候,就可以从缓存里获取了。(将空对象设置一个较短的过期时间)

3、由于请求的参数的不合法的(每次都请求不存在的参数),于是我们可以使用布隆过滤器(BloomFilter)或者压缩filter提前拦截,不合法就不让这个请求到数据库层。

三、缓存击穿

描述:
缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据(一般是缓存时间到期),这时由于并发用户特别多,同时读缓存没读到数据,又同时去数据库去取数据,引起数据库压力瞬间增大,造成过大压力。

解决方案:
1、设置热点数据永远不过期
2、加互斥锁,互斥锁参考代码如下:
在这里插入图片描述
说明:
1、缓存中有数据,直接走代码13行后就返回结果了
2、缓存中没有数据,第1个进入的线程,获取锁并从数据库去取数据,没释放锁之前,其他并行进入的线程会等待100ms,再重新去缓存取数据。这样就防止都去数据库重复取数据,重复往缓存中更新数据情况出现。
3、理论上如果能根据key值加锁就更好了,就是线程A从数据库取key1的数据并不妨碍线程B取key2的数据,上面的代码做不到这一点 待优化。

四、缓存雪崩

描述:
缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间,而查询数据量巨大,引起数据库压力过大甚至宕机。和缓存击穿不同的是,缓存击穿指并发查同一条数据,缓存雪崩是不同数据都过期了,很多数据都查不到从而查数据库。

解决方案:
1、缓存数据的过期时间设置随机,防止同一时间大量数据过期现象发生。
2、如果缓存数据库是分布式部署,将热点数据均匀分布在不同的缓存数据库中。
3、设置热点数据永远不过期。

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