一、緩存雪崩

緩存雪崩我們可以簡(jiǎn)單的理解為：由于原有緩存失效，新緩存未到期間(例如：我們?cè)O(shè)置緩存時(shí)采用了相同的過期時(shí)間，在同一時(shí)刻出現(xiàn)大面積的緩存過期)，所有原本應(yīng)該訪問緩存的請(qǐng)求都去查詢數(shù)據(jù)庫(kù)了，而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)CPU和內(nèi)存造成巨大壓力，嚴(yán)重的會(huì)造成數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)。從而形成一系列連鎖反應(yīng)，造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰。

緩存正常從Redis中獲取，示意圖如下：

緩存失效瞬間示意圖如下：

緩存雪崩的解決方案：

(1)碰到這種情況，一般并發(fā)量不是特別多的時(shí)候，使用最多的解決方案是加鎖排隊(duì)，偽代碼如下：

加鎖排隊(duì)只是為了減輕數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力，并沒有提高系統(tǒng)吞吐量。假設(shè)在高并發(fā)下，緩存重建期間key是鎖著的，這是過來1000個(gè)請(qǐng)求999個(gè)都在阻塞的。同樣會(huì)導(dǎo)致用戶等待超時(shí)，這是個(gè)治標(biāo)不治本的方法！

注意：加鎖排隊(duì)的解決方式分布式環(huán)境的并發(fā)問題，有可能還要解決分布式鎖的問題；線程還會(huì)被阻塞，用戶體驗(yàn)很差！因此，在真正的高并發(fā)場(chǎng)景下很少使用！

(2)給每一個(gè)緩存數(shù)據(jù)增加相應(yīng)的緩存標(biāo)記，記錄緩存的是否失效，如果緩存標(biāo)記失效，則更新數(shù)據(jù)緩存，實(shí)例偽代碼如下：

解釋說明：

1、緩存標(biāo)記：記錄緩存數(shù)據(jù)是否過期，如果過期會(huì)觸發(fā)通知另外的線程在后臺(tái)去更新實(shí)際key的緩存；

2、緩存數(shù)據(jù)：它的過期時(shí)間比緩存標(biāo)記的時(shí)間延長(zhǎng)1倍，例：標(biāo)記緩存時(shí)間30分鐘，數(shù)據(jù)緩存設(shè)置為60分鐘。 這樣，當(dāng)緩存標(biāo)記key過期后，實(shí)際緩存還能把舊數(shù)據(jù)返回給調(diào)用端，直到另外的線程在后臺(tái)更新完成后，才會(huì)返回新緩存。

關(guān)于緩存崩潰的解決方法，這里提出了三種方案：使用鎖或隊(duì)列、設(shè)置過期標(biāo)志更新緩存、為key設(shè)置不同的緩存失效時(shí)間，還有一各被稱為“二級(jí)緩存”的解決方法，有興趣的讀者可以自行研究。

二、緩存穿透

緩存穿透是指用戶查詢數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)沒有，自然在緩存中也不會(huì)有。這樣就導(dǎo)致用戶查詢的時(shí)候，在緩存中找不到，每次都要去數(shù)據(jù)庫(kù)再查詢一遍，然后返回空(相當(dāng)于進(jìn)行了兩次無用的查詢)。這樣請(qǐng)求就繞過緩存直接查數(shù)據(jù)庫(kù)，這也是經(jīng)常提的緩存命中率問題。

緩存穿透解決方案：

(1)采用布隆過濾器，將所有可能存在的數(shù)據(jù)哈希到一個(gè)足夠大的bitmap中，一個(gè)一定不存在的數(shù)據(jù)會(huì)被這個(gè)bitmap攔截掉，從而避免了對(duì)底層存儲(chǔ)系統(tǒng)的查詢壓力。

(2)如果一個(gè)查詢返回的數(shù)據(jù)為空(不管是數(shù)據(jù)不存在，還是系統(tǒng)故障)，我們?nèi)匀话堰@個(gè)空結(jié)果進(jìn)行緩存，但它的過期時(shí)間會(huì)很短，最長(zhǎng)不超過五分鐘。通過這個(gè)直接設(shè)置的默認(rèn)值存放到緩存，這樣第二次到緩存中獲取就有值了，而不會(huì)繼續(xù)訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，這種辦法最簡(jiǎn)單粗暴！

把空結(jié)果也給緩存起來，這樣下次同樣的請(qǐng)求就可以直接返回空了，即可以避免當(dāng)查詢的值為空時(shí)引起的緩存穿透。同時(shí)也可以單獨(dú)設(shè)置個(gè)緩存區(qū)域存儲(chǔ)空值，對(duì)要查詢的key進(jìn)行預(yù)先校驗(yàn)，然后再放行給后面的正常緩存處理邏輯。

三、緩存預(yù)熱

緩存預(yù)熱就是系統(tǒng)上線后，提前將相關(guān)的緩存數(shù)據(jù)直接加載到緩存系統(tǒng)。避免在用戶請(qǐng)求的時(shí)候，先查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，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)！

緩存預(yù)熱解決方案：

(1)直接寫個(gè)緩存刷新頁面，上線時(shí)手工操作下；

(2)數(shù)據(jù)量不大，可以在項(xiàng)目啟動(dòng)的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)行加載；

(3)定時(shí)刷新緩存；

四、緩存更新

除了緩存服務(wù)器自帶的緩存失效策略之外(Redis默認(rèn)的有6中策略可供選擇)，我們還可以根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行自定義的緩存淘汰，常見的策略有兩種：

(1)定時(shí)去清理過期的緩存；

(2)當(dāng)有用戶請(qǐng)求過來時(shí)，再判斷這個(gè)請(qǐng)求所用到的緩存是否過期，過期的話就去底層系統(tǒng)得到新數(shù)據(jù)并更新緩存。

兩者各有優(yōu)劣，第一種的缺點(diǎn)是維護(hù)大量緩存的key是比較麻煩的，第二種的缺點(diǎn)就是每次用戶請(qǐng)求過來都要判斷緩存失效，邏輯相對(duì)比較復(fù)雜！具體用哪種方案，大家可以根據(jù)自己的應(yīng)用場(chǎng)景來權(quán)衡。

五、緩存降級(jí)

當(dāng)訪問量劇增、服務(wù)出現(xiàn)問題(如響應(yīng)時(shí)間慢或不響應(yīng))或非核心服務(wù)影響到核心流程的性能時(shí)，仍然需要保證服務(wù)還是可用的，即使是有損服務(wù)。系統(tǒng)可以根據(jù)一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)降級(jí)，也可以配置開關(guān)實(shí)現(xiàn)人工降級(jí)。

降級(jí)的最終目的是保證核心服務(wù)可用，即使是有損的。而且有些服務(wù)是無法降級(jí)的(如加入購(gòu)物車、結(jié)算)。

在進(jìn)行降級(jí)之前要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行梳理，看看系統(tǒng)是不是可以丟卒保帥；從而梳理出哪些必須誓死保護(hù)，哪些可降級(jí)；比如可以參考日志級(jí)別設(shè)置預(yù)案：

(1)一般：比如有些服務(wù)偶爾因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)或者服務(wù)正在上線而超時(shí)，可以自動(dòng)降級(jí)；

(2)警告：有些服務(wù)在一段時(shí)間內(nèi)成功率有波動(dòng)(如在95~100%之間)，可以自動(dòng)降級(jí)或人工降級(jí)，并發(fā)送告警；

(3)錯(cuò)誤：比如可用率低于90%，或者數(shù)據(jù)庫(kù)連接池被打爆了，或者訪問量突然猛增到系統(tǒng)能承受的最大閥值，此時(shí)可以根據(jù)情況自動(dòng)降級(jí)或者人工降級(jí)；

(4)嚴(yán)重錯(cuò)誤：比如因?yàn)樘厥庠驍?shù)據(jù)錯(cuò)誤了，此時(shí)需要緊急人工降級(jí)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的redis 缓存预热_Redis：缓存雪崩、缓存穿透、缓存预热、缓存更新、缓存降级的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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