Redis 缓存穿透、击穿、雪崩

初认识

• 缓存穿透：key对应的数据在数据源并不存在，每次针对此key的请求从缓存获取不到，请求都会到数据源，从而可能压垮数据源。比如用一个不存在的用户id获取用户信息，不论缓存还是数据库都没有，若黑客利用此漏洞进行攻击可能压垮数据库。
• 缓存击穿：key对应的数据存在，但在redis中过期，此时若有大量并发请求过来，这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存，这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。
• 缓存雪崩：当缓存服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间段失效，这样在失效的时候，也会给后端系统(比如DB)带来很大压力。

 

缓存穿透

出现现象

1. 服务器压力变大
2. redis命中率低，redis正常运行
3. 一直查询数据库

解决方案

1. 对空值缓存：如果查询返回的数据为空，我们仍然把这个空结果进行缓存，设置空结果的过期时间会很短，最长不超过5分钟
2. 设置可访问的名单：使用bitmaps类型定义一个可以访问的名单，名单id 作为bitmaps的偏移量，每次访问和bitmap里面的id进行比较
3. 采用布隆过滤器：它是一个很长的二进制向量（位图）和一系列随机映射函数（哈希函数）
4. 进行实时监控：发现redis 命中率开始急速降低，需要排查访问对象和访问的数据，和运维配合，设置黑名单限制服务

缓存击穿

出现现象

1. 数据库访问压力瞬间增加
2. redis没出现大量的key过期，只是某个key过期了，大量访问使用这个key
3. redis正常运行

解决方案

1. 预先设置热门数据：提前把热门数据存入到redis里面，加大这些热门数据key的时长
2. 实时调整：现场监控那些数据热门，实时调整key的过期时长
3. 使用锁

雪崩

出现现象

1. 数据库压力变大服务器崩溃
2. 在极少时间段，大量key过期

解决方案

1. 使用多级缓存架构：nginx 缓存 + redis缓存 + 其他缓存（本地缓存）
2. 使用锁或者队列，但是不适合高并发场景
3. 设置过期标志更新缓存：记录缓存数据是否过期，如果过期会触发另外的线程在后台去更新实际key的缓存
4. 将缓存失效时间分散开：比如我们在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机。