数据获取的流程,一般是前端请求,后台先从缓存中取数据,缓存取不到则去数据库中取,数据库取到了则返回给前端,然后更新缓存,如果数据库取不到则返回空数据给前端
流程图:
假如缓存的数据没有,后台则会一直请求数据库,对数据库造成压力,如果是请求量大或者恶意请求则会导致数据库崩溃,我们一般称为缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩。
描述:缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据,而用户不断发起请求,如发起为id为“-1”的数据或id为特别大(不存在的数据)。这时的用户很可能是攻击者,攻击会导致数据库压力过大。
缓存穿透
解决:
描述:缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据,当一个key非常热点(类似于爆款),在不停的扛着大并发,大并发集中对这一个点进行访问;当这个key在失效的瞬间,持续的大并发就穿破缓存,直接请求数据库,就像在一个屏障上凿开了一个洞。
缓存击穿
解决:
如果缓存中有数据,则直接返回,如果没有,则第一个进入的线程先去查询数据库,并加上锁,其他线程则等待,这样就能防止去数据库查重复数据、重复更新缓存了。
缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间,大批量数据同一时间过期,导致请求量全部请求到数据库,造成数据库宕机。
缓存雪崩
解决:
关于互斥锁,可以看看下面这个例子:
如果是使用Redis,可以使用Redis的SETNX
,也就是只有不存在的时候才设置,可以利用它来实现锁的效果。
public String get(key) {
String value = redis.get(key);
if (value == null) { //代表缓存值过期
//设置3min的超时,防止del操作失败的时候,下次缓存过期一直不能load db
if (redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) { //代表设置成功
value = db.get(key);
redis.set(key, value, expire_secs);
redis.del(key_mutex);
} else { //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了,这时候重试获取缓存值即可
sleep(50);
get(key); //重试
}
} else {
return value;
}
}
if (memcache.get(key) == null) {
// 3 min timeout to avoid mutex holder crash
if (memcache.add(key_mutex, 3 * 60 * 1000) == true) {
value = db.get(key);
memcache.set(key, value);
memcache.delete(key_mutex);
} else {
sleep(50);
retry();
}
}
缓存预热就是系统上线后,后者系统在重启的时候,将相关的缓存数据直接加载到Redis。这样就可以避免在用户请求的时候,先查询数据库,然后再将数据缓存的问题,用户直接查询事先被预热的缓存数据。
解决:
参考: