如何应对缓存穿透和缓存雪崩问题?如何解决Redis的并发竞争key问题?

1、如何解决缓存穿透和缓存雪崩问题?

问题分析:这两个问题一般在中小型传统软件企业很难碰到这个问题。如果有大并发的项目,流量有几百万左右。这两个问题一定要深刻考虑。

缓存穿透,即当黑客故意去请求缓存中不存在的数据,导致所有的请求都到数据库上了,从而数据库连接异常

解决方案:
1、利用互斥锁,缓存失效的时候,先去获得锁,得到锁了,再去请求数据库。没得到锁,则休眠一段时间重试。
2、采用异步更新策略,无论key是否取到值,都直接返回。value值中维护一个缓存失效时间,缓存如果过期,异步起一个线程去读数据库,更新缓存。需要做缓存预热(项目启动前,先加载缓存)操作。
3、提供一个能迅速判断请求是否有效的拦截机制,比如,利用布隆过滤器,内部维护一系列合法有效的key。迅速判断出,请求所携带的、key是否合法有效。如果不合法,则直接返回。

缓存雪崩,即缓存同一时间大面积的失效,这个时候又来了一波请求,结果请求都怼到数据库上,从而导致数据库连接异常。

解决方案:

  • 给缓存的失效时间加上一个随机值,避免集体失效
  • 使用互斥锁,但是该方案吞吐量明显下降了
  • 双缓存,我们有两个缓存,缓存A和缓存B。缓存A的失效时间是20分钟,缓存B不设失效时间。自己做缓存预热操作。然后细分以下几个小点:

1、从缓存A读数据库,有则直接返回
2、A没有数据,直接从B读数据,直接返回,并且异步启动一个更新线程。
3、更新线程同时更新缓存A和缓存B

如何解决Redis的并发竞争key问题:

问题分析

这个问题大致就是,同时又多个子系统去set一个key。如果去百度一下的话,答案基本都是推荐使用Redis事务机制。其实不太推荐使用Redis的事务机制。因为我们的生产环境基本都是Redis集群环境,做了数据分片操作。你一个事务中涉及到多个key操作的时候,这多个key不一定都存储在同一个reids-server上。因此,Redis的事务机制比较鸡肋。

解决方案:

(1)如果对这个key操作,不要求顺序
这种情况下,准备一个分布式锁,大家去抢锁,抢到锁就做set操作即可,比较简单。
(2)如果对这个key操作,要求顺序
假设有一个key1,系统A需要将key1设置为valueA,系统B需要将key1设置为valueB,系统C需要将key1设置为valueC.

期望按照key1的value值按照 valueA–>valueB–>valueC的顺序变化。这种时候我们在数据写入数据库的时候,需要保存一个时间戳。假设时间戳如下

系统A key 1 {
    
    valueA  3:00}
系统B key 1 {
    
    valueB  3:05}
系统C key 1 {
    
    valueC  3:10}

那么,假设系统B先抢到锁,将key1设置为{valueB 3:05},接下来系统A抢到锁,发现自己的valueA的时间戳早于缓存中的时间戳,那就不做set操作了。以此类推。

其他方法,比如利用队列,将set方法变成串行访问也可以。总之,灵活变通。

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