一、緩存雪崩：

1、什么是緩存雪崩：

如果緩在某一個時刻出現(xiàn)大規(guī)模的key失效，那么就會導(dǎo)致大量的請求打在了數(shù)據(jù)庫上面，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫壓力巨大，如果在高并發(fā)的情況下，可能瞬間就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫宕機。這時候如果運維馬上又重啟數(shù)據(jù)庫，馬上又會有新的流量把數(shù)據(jù)庫打死。這就是緩存雪崩。

2、問題分析：

造成緩存雪崩的關(guān)鍵在于同一時間的大規(guī)模的key失效，為什么會出現(xiàn)這個問題，主要有兩種可能：第一種是Redis宕機，第二種可能就是采用了相同的過期時間。搞清楚原因之后，那么有什么解決方案呢？

3、解決方案：

（1）事前：

① 均勻過期：設(shè)置不同的過期時間，讓緩存失效的時間盡量均勻，避免相同的過期時間導(dǎo)致緩存雪崩，造成大量數(shù)據(jù)庫的訪問。

② 分級緩存：第一級緩存失效的基礎(chǔ)上，訪問二級緩存，每一級緩存的失效時間都不同。

③ 熱點數(shù)據(jù)緩存永遠不過期。

永不過期實際包含兩層意思：

• 物理不過期，針對熱點key不設(shè)置過期時間

• 邏輯過期，把過期時間存在key對應(yīng)的value里，如果發(fā)現(xiàn)要過期了，通過一個后臺的異步線程進行緩存的構(gòu)建

④ 保證Redis緩存的高可用，防止Redis宕機導(dǎo)致緩存雪崩的問題。可以使用 主從+ 哨兵，Redis集群來避免 Redis 全盤崩潰的情況。

（2）事中：

① 互斥鎖：在緩存失效后，通過互斥鎖或者隊列來控制讀數(shù)據(jù)寫緩存的線程數(shù)量，比如某個key只允許一個線程查詢數(shù)據(jù)和寫緩存，其他線程等待。這種方式會阻塞其他的線程，此時系統(tǒng)的吞吐量會下降

② 使用熔斷機制，限流降級。當(dāng)流量達到一定的閾值，直接返回“系統(tǒng)擁擠”之類的提示，防止過多的請求打在數(shù)據(jù)庫上將數(shù)據(jù)庫擊垮，至少能保證一部分用戶是可以正常使用，其他用戶多刷新幾次也能得到結(jié)果。

（3）事后：

① 開啟Redis持久化機制，盡快恢復(fù)緩存數(shù)據(jù)，一旦重啟，就能從磁盤上自動加載數(shù)據(jù)恢復(fù)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

?

二、緩存擊穿：

1、什么是緩存擊穿：

緩存擊穿跟緩存雪崩有點類似，緩存雪崩是大規(guī)模的key失效，而緩存擊穿是某個熱點的key失效，大并發(fā)集中對其進行請求，就會造成大量請求讀緩存沒讀到數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致高并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫，引起數(shù)據(jù)庫壓力劇增。這種現(xiàn)象就叫做緩存擊穿。

2、問題分析：

關(guān)鍵在于某個熱點的key失效了，導(dǎo)致大并發(fā)集中打在數(shù)據(jù)庫上。所以要從兩個方面解決，第一是否可以考慮熱點key不設(shè)置過期時間，第二是否可以考慮降低打在數(shù)據(jù)庫上的請求數(shù)量。

3、解決方案：

（1）在緩存失效后，通過互斥鎖或者隊列來控制讀數(shù)據(jù)寫緩存的線程數(shù)量，比如某個key只允許一個線程查詢數(shù)據(jù)和寫緩存，其他線程等待。這種方式會阻塞其他的線程，此時系統(tǒng)的吞吐量會下降

（2）熱點數(shù)據(jù)緩存永遠不過期。

永不過期實際包含兩層意思：

• 物理不過期，針對熱點key不設(shè)置過期時間

• 邏輯過期，把過期時間存在key對應(yīng)的value里，如果發(fā)現(xiàn)要過期了，通過一個后臺的異步線程進行緩存的構(gòu)建

?

三、緩存穿透：

1、什么是緩存穿透：

緩存穿透是指用戶請求的數(shù)據(jù)在緩存中不存在即沒有命中，同時在數(shù)據(jù)庫中也不存在，導(dǎo)致用戶每次請求該數(shù)據(jù)都要去數(shù)據(jù)庫中查詢一遍。如果有惡意攻擊者不斷請求系統(tǒng)中不存在的數(shù)據(jù)，會導(dǎo)致短時間大量請求落在數(shù)據(jù)庫上，造成數(shù)據(jù)庫壓力過大，甚至導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫承受不住而宕機崩潰。

2、問題分析：

緩存穿透的關(guān)鍵在于在Redis中查不到key值，它和緩存擊穿的根本區(qū)別在于傳進來的key在Redis中是不存在的。假如有黑客傳進大量的不存在的key，那么大量的請求打在數(shù)據(jù)庫上是很致命的問題，所以在日常開發(fā)中要對參數(shù)做好校驗，一些非法的參數(shù)，不可能存在的key就直接返回錯誤提示。

3、解決方法：

（1）將無效的key存放進Redis中：

當(dāng)出現(xiàn)Redis查不到數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫也查不到數(shù)據(jù)的情況，我們就把這個key保存到Redis中，設(shè)置value="null"，并設(shè)置其過期時間極短，后面再出現(xiàn)查詢這個key的請求的時候，直接返回null，就不需要再查詢數(shù)據(jù)庫了。但這種處理方式是有問題的，假如傳進來的這個不存在的Key值每次都是隨機的，那存進Redis也沒有意義。

（2）使用布隆過濾器：

如果布隆過濾器判定某個 key 不存在布隆過濾器中，那么就一定不存在，如果判定某個 key 存在，那么很大可能是存在(存在一定的誤判率)。于是我們可以在緩存之前再加一個布隆過濾器，將數(shù)據(jù)庫中的所有key都存儲在布隆過濾器中，在查詢Redis前先去布隆過濾器查詢 key 是否存在，如果不存在就直接返回，不讓其訪問數(shù)據(jù)庫，從而避免了對底層存儲系統(tǒng)的查詢壓力。

如何選擇：針對一些惡意攻擊，攻擊帶過來的大量key是隨機，那么我們采用第一種方案就會緩存大量不存在key的數(shù)據(jù)。那么這種方案就不合適了，我們可以先對使用布隆過濾器方案進行過濾掉這些key。所以，針對這種key異常多、請求重復(fù)率比較低的數(shù)據(jù)，優(yōu)先使用第二種方案直接過濾掉。而對于空數(shù)據(jù)的key有限的，重復(fù)率比較高的，則可優(yōu)先采用第一種方式進行緩存。

?

四、緩存預(yù)熱：

1、什么是緩存預(yù)熱：

緩存預(yù)熱是指系統(tǒng)上線后，提前將相關(guān)的緩存數(shù)據(jù)加載到緩存系統(tǒng)。避免在用戶請求的時候，先查詢數(shù)據(jù)庫，然后再將數(shù)據(jù)緩存的問題，用戶直接查詢事先被預(yù)熱的緩存數(shù)據(jù)。

如果不進行預(yù)熱，那么Redis初始狀態(tài)數(shù)據(jù)為空，系統(tǒng)上線初期，對于高并發(fā)的流量，都會訪問到數(shù)據(jù)庫中， 對數(shù)據(jù)庫造成流量的壓力。

2、緩存預(yù)熱解決方案：

（1）數(shù)據(jù)量不大的時候，工程啟動的時候進行加載緩存動作；

（2）數(shù)據(jù)量大的時候，設(shè)置一個定時任務(wù)腳本，進行緩存的刷新；

（3）數(shù)據(jù)量太大的時候，優(yōu)先保證熱點數(shù)據(jù)進行提前加載到緩存。

?

五、緩存降級：

緩存降級是指緩存失效或緩存服務(wù)器掛掉的情況下，不去訪問數(shù)據(jù)庫，直接返回默認數(shù)據(jù)或訪問服務(wù)的內(nèi)存數(shù)據(jù)。降級一般是有損的操作，所以盡量減少降級對于業(yè)務(wù)的影響程度。

在項目實戰(zhàn)中通常會將部分熱點數(shù)據(jù)緩存到服務(wù)的內(nèi)存中，這樣一旦緩存出現(xiàn)異常，可以直接使用服務(wù)的內(nèi)存數(shù)據(jù)，從而避免數(shù)據(jù)庫遭受巨大壓力。

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis的缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透与缓存预热、缓存降级的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。