Redis缓存雪崩缓存穿透缓存击穿

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Redis缓存雪崩缓存穿透缓存击穿相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿

Redis缓存过程

Redis数据库是一个nosql数据库,存储的数据格式是key-value。Redis数据库运行在内存中,因此他的查询速度比mysql快的多。所以我们会把一些用户经常查询的数据放在Redis中,当Redis有的时候就直接返回,当Redis中没有的时候再去数据库中查找。以此增加服务的运行效率。

缓存雪崩

Redis中的缓存数据是有过期时间的,当在同一时间大量的缓存同时失效时就会造成缓存雪崩
比如说,在11点的时候大家都去饿了么点外卖,这个时候饿了么的Redis中就存了一大批商家的信息,并且饿了么的程序员给这个缓存设置的过期时间是6个小时。那么到下午5点晚饭时间又是一大波人来饿了么点外卖,这个时候Redis的缓存刚刚好集体过期了,短时间内大量的查询请求就全部落到了脆弱的MySql上,导致MySql直接爆炸!

解决方案

要解决Redis的缓存雪崩就需要避免Redis的缓存在短时间内大量的过期

永不过期

设置Redis中的key永不过期,但是这样会占用很多服务器的内存。

合理的设置过期时间

根据业务需要来合理的设置过期的时间。但是架不住有一些突发的情况。

使用Redis的分布式锁

既然一瞬间大量请求落到MySql上会导致MySql爆炸!那么就加一点限制,让一时间只有一个相同请求落到MySql上,反正都是查询同一个信息,之后的其他请求就可以去Redis中找了。

缓存穿透

Redis缓存穿透指的是,在Redis缓存和数据库中都找不到相关的数据。也就是说这是个非法的查询,客户端发出了大量非法的查询 比如id是负的 ,导致每次这个查询都需要去Redis和数据库中查询。导致MySql直接爆炸!

解决方案

过滤非法查询

在后台服务中过滤非法查询,直接不让他落到Redis服务上。比如id<=0或者分页内容过大的

缓存空对象

如果他的查询数据是合法的,但是确实Redis和MySql中都没有,那么我们就在Redis中储存一个空对象,这样下次客户端继续查询的时候就能在Redis中返回了。但是,如果客户端一直发送这种恶意查询,就会导致Redis中有很多这种空对象,浪费很多空间

布隆过滤器

布隆过滤器由一个二进制数组和k个哈希数组组成。

布隆过滤器的新增

当我们想新增一个元素时(例如新增python),布隆过滤器就会使用hash函数计算出几个索引值,然后将二进制数组中对应的位置修改为1。

布隆过滤器的查询

当我们想查询一个元素时(例如查询python),布隆过滤器就会使用hash函数计算出几个索引值,然后查询二进制数组中的对应位置是否都为1。如果都为1就说明改元素存在。但是布隆过滤器存在误判的可能性,因为不同的元素hash后的值可能是一样的,例如我们查询java,java经过hash计算出来的索引值和python的一模一样,那么就会认为java也在布隆过滤器中。

布隆过滤器的删除

同上,布隆过滤器删除就是把hash后数组对应的位置改成0.但是存在误删的可能。按照上面的例子删除python就会同时把java给删掉。

布隆过滤器解决缓存穿透

我们首先把MySql中的数据存到布隆过滤器中(由于使用二进制数组,也就是位图所以空间使用很少),之后如果Redis缓存中没有命中,就需要查询MySql数据库前先在布隆过滤器中查询是否在MySql有数据。

布隆过滤器的特点

  1. 存在误判的可能性
  2. 如果数据存在,那么一定返回true
  3. 查询的时间复杂度是O(k),k为hash函数个数
  4. k越大,数组长度越大,误判的可能性越低
  5. 使用位图(二进制数组)所以内存压力较小

缓存击穿

缓存击穿和缓存雪崩类似,也是因为Redis中key过期导致的。只不过缓存击穿是某一个热点的key过期导致的。当有一个热点数据突然过期时,就会导致突然有大量的情况直接落到MySql上,导致MySql直接爆炸!

解决方案

主要是两个思路,

  1. 让那个热点的key不要突然过期
  2. 不要让大量的请求落到MySql上。

设置热点Key永不过期

简单粗暴,我都不过期了,你就不可能绕开我去访问MySql。但是可能会对Redis内存造成巨大的压力,所以一般会设置一个较长的时间。

使用Redis的分布式锁

既然一瞬间大量请求落到MySql上会导致MySql爆炸!那么就加一点限制,让一时间只有一个相同请求落到MySql上,反正都是查询同一个信息,之后的其他请求就可以去Redis中找了。

以上是关于Redis缓存雪崩缓存穿透缓存击穿的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

REDIS12_缓存雪崩缓存穿透基于布隆过滤器解决缓存穿透的问题缓存击穿基于缓存击穿工作实际案例

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