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    一文搞懂redis缓存雪崩、缓存击穿和缓存穿透

    WBOYWBOY2022-11-14 20:29:09转载381
    本篇文章给大家带来了关于Redis的相关知识,其中主要介绍了关于缓存雪崩、缓存击穿和缓存穿透的相关内容,下面一起来看一下,希望对大家有帮助。

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    关于Redis的高频问题,缓存雪崩、缓存击穿和缓存穿透一定少不了,相信大家在面试中都被问到过类似的问题。为什么这些问题一直热门呢?因为我们在使用Redis缓存时,这些问题都是很容易遇到的。接下来我们就来看看这些问题都是怎么产生的,对应的解决方案都有哪些吧。

    缓存雪崩

    首先来看看缓存雪崩,缓存雪崩的概念就是:大量的请求没有在Redis缓存中得到处理,从而导致请求都涌入到数据库中,然后数据库的压力剧增。

    引起缓存雪崩的原因可总结为2个:

    先来看看第一个场景:缓存中大量的数据同时过期问题。

    缓存中大量的数据同时过期

    结合图例来看,就是大量的数据在同一时间过期,然后此时又有很多的请求要读取这些数据。当然就会发生缓存雪崩,从而导致数据库压力剧增了。

    大量数据同时过期的解决方案

    应对大量数据同时过期问题,通常有2种方案:

    看完了大量数据同时过期的情况,再来看看Redis缓存实例故障的情况。

    Redis缓存实例故障导致的缓存雪崩

    这种情况下,Redis无法处理读请求了,请求自然就怼到数据库了。

    通常来说,应对这种情况,我们也有2种方式:

    服务熔断,也就是当Redis发生故障时,暂停请求对缓存系统的访问。等到Redis恢复正常了再打开请求访问。

    这种方式我们需要对Redis或数据库的运行状态进行监控,比如MySQL的负载压力、Redis的CPU使用率、内存使用率及QPS等。当发现Redis实例缓存雪崩了,就暂停服务。

    这种情况能有效放置大量请求对数据库造成压力。但是会暂停请求访问,对业务端的影响很大。

    因此,为了减少对业务端的影响,我们可以使用请求限流方式,控制QPS,避免过多的请求怼到数据库去。比如下面图例,本身有2万每秒的请求,但因为Redis故障宕机了。我们限流操作将qps降到2千每秒,数据库处理2000的qps还是没问题的。

    缓存击穿

    缓存击穿就是指个别访问频繁的热点数据无法缓存命中,然后请求都涌入到数据库中。它经常会在热点数据过期时发生。

    对于缓存击穿问题,我们知道这些都是被访问非常频繁的热点数据,处理方式就简单粗暴了,直接不设置过期时间了。等热点数据不频繁访问再手动处理即可。

    缓存穿透

    缓存雪崩有些特别,它是指要访问的数据既不在Redis缓存,也不在数据库中。当大量请求进到系统时,Redis和数据库都会有巨大压力。

    导致缓存穿透的原因通常有2种:

    对于缓存穿透的情况,解决方案可以参考下面几种:

    第一点和第三点比较容易理解,这里就不展开描述。我们重点来看看第二点:布隆过滤器。

    布隆过滤器

    布隆过滤器主要用于判断一个元素是否在一个集合中。它是由一个固定大小的二进制向量(可理解成默认为0的bit数组)和一系列的映射函数组成的。

    我们首先来看看布隆过滤器是如何标记一个数据a的:

    通过这3个步骤,数据标记就完成了。然后要查询数据在不在的时候是这样做的:

    结合下图来看,基本原理就是这样。

    image.png

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    以上就是一文搞懂redis缓存雪崩、缓存击穿和缓存穿透的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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