redis的缓存穿透和雪崩效应

本文探讨了缓存穿透和雪崩效应两大缓存问题,深入解析其成因及对系统的影响,并提出多种有效解决方案,包括缓存空值、二级缓存策略、合理设置缓存过期时间等。

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缓存穿透:在redis中一般用key去缓存中查询所对应的value值,如果不存在则去后端系统(入DB),一些恶意的请求会故意查询不存在的key,请求量很大,对后台系统的造成很大的压力,这就是缓存穿透;
如何避免:
1.对查询结果为null的key进行缓存,缓存时间稍短了一些,或者该key对应的数据insert后再进行清理缓存;
2.对一定不存在的key进行过滤,把所有可能存在的key放到一个大的bigMap中,查询时从过该bigMap过滤;
雪崩效应:
当服务器重启或者是大量缓存中的某一个时间段失效,这样失效的时候,会给后端系统带来很大的压力,导致系统崩溃;
如何避免?
1.做二级缓存,A1为原始缓存,A2为拷贝缓存,A1失效时,可以访问A2,A1缓存时间设置短,A2设置为长期;
2.不同的key设置不同的过期时间,让缓存失效的时间点尽可能均匀;
3.在缓存失效后,通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存,其他线程等待

缓存系统中,Redis 是一种常用的内存数据库,它可以用于缓存热门数据以提高系统性能。以下是 Redis 中常见的问题:击穿、穿透雪崩,它们的区别如下: 1. 缓存击穿(Cache Miss):当一个热门的缓存键过期或不存在时,大量请求同时到达,导致数据库负载过高。这种情况下,数据库可能无法承受如此大的压力,从而影响系统性能。解决方案可以是在缓存中设置一个短暂的占位值(比如 null),以防止大量请求直接访问数据库。 2. 缓存穿透(Cache Penetration):当一个不存在于缓存数据库中的键被请求时,缓存无法提供数据,请求将直接到达数据库。攻击者可以利用这种情况来进行恶意请求,导致数据库负载过高。解决方案可以是在缓存中设置一个空值或进行合理的参数校验,以过滤掉无效的请求。 3. 缓存雪崩(Cache Avalanche):当缓存中的大量键同时过期时,所有相关请求都将直接到达数据库。这种情况下,数据库可能会因为负载过高而响应缓慢或崩溃。解决方案可以是给缓存键设置随机的过期时间,以避免同时过期导致的雪崩效应。此外,使用多个缓存节点备份机制也可以提高系统的容错性。 总结:缓存击穿是指某个热门缓存键过期或不存在引起的数据库负载暴增,缓存穿透是指请求的键既不存在于缓存又不存在于数据库,导致数据库直接承受大量请求,而缓存雪崩是指大量缓存键同时过期,导致数据库负载过高。针对这些问题,可以采取不同的解决方案来保护数据库提高系统的可用性。
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