快取穿透,快取擊穿,快取雪崩解決方案分析

2022-03-10 01:47:29 字數 1327 閱讀 1255

設計乙個快取系統,不得不要考慮的問題就是:快取穿透、快取擊穿與失效時的雪崩效應。

快取穿透是指查詢乙個一定不存在的資料,由於快取是不命中時被動寫的,並且出於容錯考慮,如果從儲存層查不到資料則不寫入快取,這將導致這個不存在的資料每次請求都要到儲存層去查詢,失去了快取的意義。在流量大時,可能db就掛掉了,要是有人利用不存在的key頻繁攻擊我們的應用,這就是漏洞。

有很多種方法可以有效地解決快取穿透問題,最常見的則是採用布隆過濾器,將所有可能存在的資料雜湊到乙個足夠大的bitmap中,乙個一定不存在的資料會被 這個bitmap攔截掉,從而避免了對底層儲存系統的查詢壓力。另外也有乙個更為簡單粗暴的方法(我們採用的就是這種),如果乙個查詢返回的資料為空(不管是數 據不存在,還是系統故障),我們仍然把這個空結果進行快取,但它的過期時間會很短,最長不超過五分鐘。

快取雪崩是指在我們設定快取時採用了相同的過期時間,導致快取在某一時刻同時失效,請求全部**到db,db瞬時壓力過重雪崩。

快取失效時的雪崩效應對底層系統的衝擊非常可怕。大多數系統設計者考慮用加鎖或者佇列的方式保證快取的單線 程(程序)寫,從而避免失效時大量的併發請求落到底層儲存系統上。這裡分享乙個簡單方案就時講快取失效時間分散開,比如我們可以在原有的失效時間基礎上增加乙個隨機值,比如1-5分鐘隨機,這樣每乙個快取的過期時間的重複率就會降低,就很難引發集體失效的事件。

對於一些設定了過期時間的key,如果這些key可能會在某些時間點被超高併發地訪問,是一種非常「熱點」的資料。這個時候,需要考慮乙個問題:快取被「擊穿」的問題,這個和快取雪崩的區別在於這裡針對某一key快取,前者則是很多key。

快取在某個時間點過期的時候,恰好在這個時間點對這個key有大量的併發請求過來,這些請求發現快取過期一般都會從後端db載入資料並回設到快取,這個時候大併發的請求可能會瞬間把後端db壓垮。

使用互斥鎖(mutex key)

業界比較常用的做法,是使用mutex。簡單地來說,就是在快取失效的時候(判斷拿出來的值為空),不是立即去load db,而是先使用快取工具的某些帶成功操作返回值的操作(比如redis的setnx或者memcache的add)去set乙個mutex key,當操作返回成功時,再進行load db的操作並回設快取;否則,就重試整個get快取的方法。

setnx,是「set if not exists」的縮寫,也就是只有不存在的時候才設定,可以利用它來實現鎖的效果。在redis2.6.1之前版本未實現setnx的過期時間,所以這裡給出兩種版本**參考:

public

string get(string key)

else

}}public

string get(key)

else

}else

}

Redis快取穿透 快取擊穿 快取雪崩 解決方案

快取穿透 不斷請求快取和資料庫中都沒有的資料。黑客可以通過快取穿透使資料庫負載過大被壓垮,資料庫伺服器宕機。解決方案 校驗請求。如使用者id小於0,直接返回使用者不存在。設定key的value為 null 有效時長設定較小值,如30秒,防止資料庫中插入了資料,但快取不及時更新。利用布隆過濾器判斷請求...

快取穿透,快取擊穿,快取雪崩解決方案

快取穿透 快取穿透是指查詢乙個一定不存在的資料,由於快取是不命中時被動寫的,並且出於容錯考慮,如果從儲存層查不到資料則不寫入快取,這將導致這個不存在的資料每次請求都要到儲存層去查詢,失去了快取的意義。在流量大時,可能db就掛掉了,要是有人利用不存在的key頻繁攻擊我們的應用,這就是漏洞。解決方案 有...

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