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再也不怕,缓存雪崩、击穿、穿透!

2021年03月29日 12:37来源:未知手机版

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用户的数据一般都是存储于数据库,数据库的数据是落在磁盘上的,磁盘的读写速度可以说是计算机里最慢的硬件了。

当用户的请求,都访问数据库的话,请求数量一上来,数据库很容易就奔溃的了,所以为了避免用户直接访问数据库,会用 Redis 作为缓存层。

因为 Redis 是内存数据库,我们可以将数据库的数据缓存在 Redis 里,相当于数据缓存在内存,内存的读写速度比硬盘快好几个数量级,这样大大提高了系统性能。


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这三个问题也是面试中很常考察的问题,我们不光要清楚地知道它们是怎么发生,还需要知道如何解决它们。

话不多说,发车!


缓存雪崩

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大量数据同时过期;

Redis 故障宕机;

不同的诱因,应对的策略也会不同。

大量数据同时过期

针对大量数据同时过期而引发的缓存雪崩问题,常见的应对方法有下面这几种:

均匀设置过期时间;

互斥锁;

双 key 策略;

后台更新缓存;

1. 均匀设置过期时间

如果要给缓存数据设置过期时间,应该避免将大量的数据设置成同一个过期时间。我们可以在对缓存数据设置过期时间时,给这些数据的过期时间加上一个随机数,这样就保证数据不会在同一时间过期。

2. 互斥锁

当业务线程在处理用户请求时,如果发现访问的数据不在 Redis 里,就加个互斥锁,保证同一时间内只有一个请求来构建缓存(从数据库读取数据,再将数据更新到 Redis 里),当缓存构建完成后,再释放锁。未能获取互斥锁的请求,要么等待锁释放后重新读取缓存,要么就返回空值或者默认值。

实现互斥锁的时候,最好设置超时时间,不然第一个请求拿到了锁,然后这个请求发生了某种意外而一直阻塞,一直不释放锁,这时其他请求也一直拿不到锁,整个系统就会出现无响应的现象。

3. 双 key 策略

我们对缓存数据可以使用两个 key,一个是主 key,会设置过期时间,一个是备 key,不会设置过期,它们只是 key 不一样,但是 value 值是一样的,相当于给缓存数据做了个副本。

当业务线程访问不到「主 key 」的缓存数据时,就直接返回「备 key 」的缓存数据,然后在更新缓存的时候,同时更新「主 key 」和「备 key 」的数据。

4. 后台更新缓存

业务线程不再负责更新缓存,缓存也不设置有效期,而是让缓存“永久有效”,并将更新缓存的工作交由后台线程定时更新。

事实上,缓存数据不设置有效期,并不是意味着数据一直能在内存里,因为当系统内存紧张的时候,有些缓存数据会被“淘汰”,而在缓存被“淘汰”到下一次后台定时更新缓存的这段时间内,业务线程读取缓存失败就返回空值,业务的视角就以为是数据丢失了。

解决上面的问题的方式有两种。

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