Redis緩存穿透和緩存雪崩以及解決方案
緩存穿透
緩存穿透是指查詢一個一定不存在的數據,由於緩存不命中,接着查詢數據庫也無法查詢出結果,因此也不會寫入到緩存中,這將會導致每個查詢都會去請求數據庫,造成緩存穿透;
解決方案
布隆過濾
對所有可能查詢的參數以hash形式存儲,在控制層先進行校驗,不符合則丟棄,從而避免了對底層存儲系統的查詢壓力;
緩存空對象
當存儲層不命中后,即使返回的空對象也將其緩存起來,同時會設置一個過期時間,之后再訪問這個數據將會從緩存中獲取,保護了后端數據源;
但是這種方法會存在兩個問題:
如果空值能夠被緩存起來,這就意味着緩存需要更多的空間存儲更多的鍵,因為這當中可能會有很多的空值的鍵;
即使對空值設置了過期時間,還是會存在緩存層和存儲層的數據會有一段時間窗口的不一致,這對於需要保持一致性的業務會有影響。
比較
緩存雪崩
緩存雪崩是指,由於緩存層承載着大量請求,有效的保護了存儲層,但是如果緩存層由於某些原因整體不能提供服務,於是所有的請求都會達到存儲層,存儲層的調用量會暴增,造成存儲層也會掛掉的情況。
解決方案
保證緩存層服務高可用性
即使個別節點、個別機器、甚至是機房宕掉,依然可以提供服務,比如 Redis Sentinel 和 Redis Cluster 都實現了高可用。
依賴隔離組件為后端限流並降級
在緩存失效后,通過加鎖或者隊列來控制讀數據庫寫緩存的線程數量。比如對某個key只允許一個線程查詢數據和寫緩存,其他線程等待。
數據預熱
可以通過緩存reload機制,預先去更新緩存,再即將發生大並發訪問前手動觸發加載緩存不同的key,設置不同的過期時間,讓緩存失效的時間點盡量均勻。
緩存並發
緩存並發是指,高並發場景下同時大量查詢過期的key值、最后查詢數據庫將緩存結果回寫到緩存、造成數據庫壓力過大
分布式鎖
在緩存更新或者過期的情況下,先獲取鎖,在進行更新或者從數據庫中獲取數據后,再釋放鎖,需要一定的時間等待,就可以從緩存中繼續獲取數據。