redis缓存雪崩、穿透、击穿

这篇文章我们来了解一下一些redis的高并发问题以及他的解决方法。

上图是一个简单的数据查询流程, 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,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。

一、redis缓存雪崩

1、什么是redis缓存雪崩

在某个时间点,大量的缓存键同时过期或失效,导致大量的请求直接访问数据库上,造成数据库负载突然增大,甚至引起数据库性能下载或崩溃的现象。

2、解决方案

(1)设置缓存失效时间随机,使其不在同一时间失效。

(2)分布式缓存和多级缓存,将缓存分散到多个结点减少单点故障的影响。

(3)预加载热点数据。

(4)如果雪崩以发生,设置本地缓存并进行限流,避免数据库崩溃。

二、redis缓存穿透

1、什么是redis缓存穿透?

  • 大量无效请求穿过缓存直接访问数据库,导致数据库压力过大,宕机。
  • 数据库的id都是从1开始的(正数 ),当有黑客想攻击我的数据库时,每次每次发送的请求ID都是负数。会导致直接穿透redis到数据库进行访问。

2、解决方案

(1)布隆过滤器

布隆过滤器是一种高效的数据结构,用于判断某个元素是否存在于集合中。在请求到来时,可以先通过布隆过滤器判断请求的键是否合法,如果键不存在于布隆过滤器中,就可以直接拒绝该请求,避免对数据库的查询操作。

(2)从缓存中找不到的数据,在数据库中也没有,将取得的null值也放入数据库。

三、redis缓存击穿

1、什么是缓存击穿?

一个非常热门,但是却在缓存中不存在的数据被大量请求访问时,直接访问数据库,给数据库增加压力。

2、解决方案

(1)设置热点key不过期

对于一些非常热点的数据,可以将其缓存的过期时间设置为永不过期,或者设置一个较长的过期时间,保证热点数据在缓存中一直存在,避免频繁的缓存失效。

(2)加互斥锁

当缓存失效时,可以使用互斥锁来保护对数据库的访问,只允许一个线程去查询数据库,其他线程等待结果。这样可以避免并发访问数据库,减轻数据库的压力。

(3)分布式锁和限流

使用分布式锁和限流机制来控制对数据库的并发访问。通过限制每秒钟能够请求数据库的请求数量,避免大量请求同时涌入,保护数据库的稳定性。

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