首先了解以下Redis缓存机制
Redis缓存基于内存,查询时先进入Redis缓存,如若查询不到,则进入MySQL数据库查询信息。数据库取到则更新缓存并返回结果,否则返回空。
缓存穿透问题
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什么是缓存穿透
当用户在 Redis 缓存系统执行一条无效查询时,这条无效查询将穿透 Redis 缓存系统并MySQL 数据库请求数据,而 MySQL 数据库也获取不到数据
解决方案1>
缓存空对象
用户查询Redis缓存和MySQL数据库中都不存在的数据时,MySQL会返回一个空对象。并将这个空对象和用户请求关联起来存到 Redis 缓存中;当存在相同用户请求,这时 Redis 缓存就会命中,就直接从缓存中返回这个空对象,这样可以减少访问数据库的压力,提高当前数据库的访问性能。
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优点
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机制原理和实现比较简单
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代码修改维护容易
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缺点
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会带之Redis缓存中产生大量空对象
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会占用许多内存控件
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会浪费许多资源(可设置缓存空对象过期时间)
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解决方案2>
过滤非法查询:在后台服务中过滤非法查询,使得其无法访问Redis缓存。
解决方案3>(推荐)
布隆过滤器
的底层是一种基于概率的数据结构,主要使用来判断当前某个元素是否在该集合中,运行速度快。但布隆过滤器不是绝对精确,只要参数设置的合理,它的精确度可以控制的一个期望精确值
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解决方案
采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的二进制 bitmap 中,一个一定不存在的数据会被这个 bitmap拦截掉,从而避免了对底层数据库的查询压力
布隆过滤器在空间效率和查询效率都非常高
缓存击穿
缓存击穿是指 Redis 缓存中有一些的热点数据 key 同时过期失效,或有一些非热点数据key 突然有大量并发访问请求,这样会导致大量并发请求直接穿透 Redis 缓存,涌入MySQL 数据库,瞬间增大数据库的访问压力,甚至导致数据库崩溃。
解决方案
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互斥锁
(Redis的分布式锁)对线程访问数据库加以限制,持有锁的线程才有权限访问数据库。
对于Key过期时Key查询数据库时加锁,此时允许第一个请求查询数据库,查询得到数据存入Redis缓存。
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永不过期
维护简单但占用内存高。对非热点数据的高并发访问无效。
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合理设置过期时期时间
设置不同的过期时间让缓存失效的时间点尽量均匀
缓存雪崩
何谓缓存雪崩
段时间内,Redis缓存宕机或者大量Key同时过期失效。恰好此时有大量请求涌入,且查询数据量巨大,大量请求进入MySQL数据库,导致数据库压力过大甚至宕机。
解决方案
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Redis高可用
搭建 Redis 主从架构或集群架构
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限流降级
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,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
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数据预热
将部分可能大量访问的热点数据提前加载到 Redis 缓存中,或在即将发生高并发请求访问前手动触发加载缓存不同的 key
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不同时期时间
设置不同的过期时间让缓存失效的时间点尽量均匀