REDIS-雪崩击穿穿透

Posted 2023-03-03 看表该更新博客了

直接发车🚗
 

一.雪崩
 

 1.触发原因

  A.大量缓存数据在同一时间过期(失效)

  B.redis故障宕机

 上述均导致全部请求去访问数据库，导致DB压力骤增，严重则导致数据库宕机/系统宕机

2.应对策略

不同触发原因，应对策略也不一致

应对A：

1.均匀设置过期时间

        给这些key加个随机TTL，反正数据别同时过期就行

2.互斥锁

        加锁时机：发现访问的数据不在Redis中，加个互斥锁🔒，锁住从数据库读取数据再将数据更新的redis里的这个过程（构建缓存），构建完成后再释放锁。

若未能拿到锁，要么等锁释放后读取缓存，要么返回空或默认值。

互斥锁时一定设置【超时时间】，防止其他请求一直拿不到锁的情况

​3.双KEY策略        

        相当于给缓存数据做副本

俩KEY-VALUE,key不一致，value一致，备key设置永不过期（TTL = -1）

当业务线程访问不到【主key】的缓存数据时，返回【备Key】的数据，有效避免采用互斥锁（上述第二点）大量线程被锁住，后续再通知后台线程，重新构建【主key】数据。

​4.后台更新缓存

        让缓存永不过期，业务线程更新缓存的操作交给线程定时任务或者MQ。

        虽然设置永不过期，但也存在系统内存紧张被淘汰的命运。

        第一种方案：

后台线程不仅负责定时更新缓存，也负责频繁检测缓存是否有效（是否被淘汰），若失效则需要做数据库到缓存的同步（检测间隔不能太久最好毫秒级，无论如何有个间隔时间，用户体验不咋滴）

        第二种方案： 业务线程若发现缓存失效，MQ发个消息来通知后台线程来更新缓存，比第一种方案更及时

应对B：

1.服务熔断机制

​    启动【**服务熔断**】机制，暂停业务应用对缓存服务的冲击，直接返回错误且不再访问数据库侧。（影响业务访问，影响业务使用）

2.请求限流机制

​    为减少对业务的影响，启用【**请求限流**】机制，只将少部分请求放过，再多的请求直接在入口出直接拒绝，等redis恢复且把缓存数据预热后再解除。

二.击穿

 

应对方案

1.互斥锁

2.热点Key永不过期，由后台异步更新缓存（当被淘汰时） / 热点数据准备过期时，提前通知后台线程更新缓存即重置过期时间

三.穿透

 

一般出现的两种情况

1.恶意攻击，故意访问大量读取不到的业务数据

2.业务误操作将缓存和数据库中的数据都删除了

应对方案

1.非法请求限制

判断参数合理性/参数中是否有非法值，若判断出时恶意请求直接响应错误

2.缓存空值/默认值

缓存空置或者默认值：若发现有缓存穿透的数据时，手动在缓存种存个默认值或空值

3.布隆过滤器

在写入数据库时，使用过滤器做个标记。当下次请求过来确认缓存失效后，再通过查询布隆过滤器判断数据是否存在，若不存在也不去查数据库了

总结

缓存异常	产生原因	应对方案
缓存雪崩	大量key同一时间过期	1.打散过期时间 2.互斥锁 3.双key策略 4.后台更新缓存，定时更新，消息通知更新
	redis故障宕机	1.服务熔断 2.请求限流 3.构建redis高可用集群
击穿	频繁访问过期热点数据	1.互斥锁 2.热点数据永不过期
穿透	访问缓存和数据库种均不存在的数据	1.拦截非法请求 2.缓存空置或默认值 3.使用过滤器判断