缓存基本知识

问

缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩、热点数据失效

答

缓存的作用：

将数据存储在读取速度更快的介质上，让读取尽快完成

在服务器端，通常指数据存在内存中，不用再进行磁盘 I/O 或其他 SQL 操作，节省时间

为了不让缓存发挥作用，我们可以：

缓存穿透

概念

如果每次请求都查询一条数据库中不存在的数据，即缓存和数据库中都查不到此记录，但每次请求都打到数据库上。这种现象称为 缓存穿透

问题

拿一个不存在的 id 去查询数据，使所有请求都打到数据库，使之压力多大而宕

解决

1. 缓存空值。将这些 key 对应值为 null 的数据放入缓存中，并设置过期时间，后续请求在一段之间内直接返回 null 即可
2. BloomFilter。使用 布隆过滤器 判断 某个元素是否存在于一个集合中。在查询时首先检查 key 是否存在
3. 可以首先使用 BloomFilter 过滤掉不存在的 key，然后使用缓存空值的手段

缓存击穿

概念

在 高并发 系统中，大量的请求同时查询一个 key 时，此时该 key 正好失效，就会导致大量请求打到数据库上。这种现象称为 缓存击穿

问题

造成 某一时刻 数据库请求量过大，压力剧增

解决

使用互斥锁。在第一个查询数据的请求上使用一个互斥锁，那么其他请求会等待锁释放。第一个线程查询到数据后做缓存。后面的线程拿到锁后，会发现已有缓存，从而直接取缓存

缓存雪崩

概念

某一时刻发生大规模的缓存失效的情况。比如 缓存服务器宕机，会导致大量请求打到数据库，从而压垮数据库

问题

数据库服务挂掉

解决

• 事前：使用 集群缓存，保证缓存服务的高可用。比如 Redis 的 主从 + 哨兵，Redis Cluster 来避免全盘崩溃
• 事中：ehcache本地缓存 + Hystrix限流&降级，避免数据库被打死。在 Redis 集群服务失效时还可支撑
• 事后：开启 Redis 持久化积滞，尽快恢复缓存集群

热点数据失效

概念

对于一些热点数据来说，当缓存失效后会存在大量请求直接打到数据库，从而可能导致数据库崩溃

问题

数据库崩溃

解决

1. 设置不同的失效时间。为了避免热点数据的集中失效，可以在设置过期时间时错开
2. 使用互斥锁。在第一个请求查询数据时加上互斥锁以保护数据库，但牺牲了吞吐量

参考

缓存通识