Redis 缓存穿透、缓存雪崩原理及解决方案

缓存穿透

引发原因:
在查询一个一定不存在的数据,由于缓存是不命中时被动写入,并且处于容错考虑,如果从存储层查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询,缓存层失去意义。
当在大流量流入时,可能因为频繁访问存储层导致DB直接宕机,这样会形成被人利用不存在的key频繁攻击应用的漏洞。

-----------------解决方法:
1.最为常简的是采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够发的 bigmap 中,一个一定不存在的数据会被该 bigmap 拦截掉,从而避免对底层存储系统造成查询压力。
2.另一种更为简单的方法,如果一个查询返回的数据为空(无论数据为空,或是系统故障),将空结果进行缓存,设置一个最长不超过五分钟的过期时间。

缓存雪崩

引发原因
设置缓存时采用了相同的过期时间,导致缓存在某时刻同时失效,请求全部转向DB,DB瞬时压力过重雪崩。
解决方案
在缓存失效后,通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存,其他线程等待。
简单方案就是将缓存失效时间分散开,我们可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件。

----------------引发原因
Redis宕机,导致客户端的请求之间流向DB,拖垮DB。

解决方案
1.保持缓存层服务器的高可用。
–监控、集群、哨兵。当一个集群里面有一台服务器有问题,让哨兵踢出去。
2.依赖隔离组件为后端限流并降级。
比如推荐服务中,如果个性化推荐服务不可用,可以降级为热点数据。
3.提前演练。
演练 缓存层crash后,应用以及后端的负载情况以及可能出现的问题。 对此做一些预案设定。

-------------缓存穿透

  引发原因:
   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,如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时的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同一个id暴力攻击

-------------缓存击穿

  引发原因:
  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,例如----------
在这里插入图片描述

缓存雪崩

引发原因:

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down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:
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。
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搞得缓存数据库中。
设置热点数据永远不过期。

发布了4 篇原创文章 · 获赞 0 · 访问量 63

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_45122010/article/details/104002337