Redis擊穿穿透雪崩產生原因為何及怎麼解決

1、前言

大家都知道，電腦的瓶頸之一就是IO，為了解決記憶體與磁碟速度不符的問題，產生了緩存，將一些熱點資料放在記憶體中，隨用隨取，降低連接到資料庫的請求連結,避免資料庫掛掉。要注意的是，無論是擊穿還是後面談到的穿透與雪崩,都是在高並發前提下，比如當緩存中某一個熱點key失效。

2、問題起因 

有兩個主要原因：

• 1、Key過期；

• 2、Key被頁面置換淘汰。

對於第一個原因是因為在Redis中，Key有過期時間，如果某一個時刻(假如商城做活動,零點開始)key失效，那麼零點之後對某一個商品查詢請求將全都壓到資料庫上，導致資料庫崩。

對於第二個原因，因為記憶體是有限的，要時時刻刻緩存新的數據，淘汰舊的數據，所以在一定的頁面置換策略(常見頁面置換演算法圖解)中，淘汰數據，如果某些商品做活動前無人問津，勢必會被淘汰。

3、應對擊穿的處理思路

正常的處理請求如圖：

#由於key過期在所難免，高流量來到Redis時,根據Redis的單執行緒特性，可以認為任務是在佇列裡依序執行的，當請求到達Redis發現Key過期時，進行一個操作：設定鎖定。

這個流程大概如下：

• 請求到達Redis，發現Redis Key過期，查看有沒有鎖，沒有鎖的話回到佇列後面排隊

• 設定鎖，注意，這兒應該是setnx()，而不是set()，因為可能有其他執行緒已經設定鎖了

• 取得鎖，拿到鎖了就去資料庫取數據，請求返回後釋放鎖。

 但是引出了一個新的問題，如果拿到鎖去拿資料的請求然後掛了怎麼辦?也就是鎖定沒有釋放，其他進程都在等鎖，解決辦法是:

對鎖設定一個過期時間，如果到達了過期時間還沒釋放就自動釋放，問題又來了，鎖掛了好說，但是如果是鎖超時呢?也就是在設定的時間裡資料沒有取出來，但是鎖由過期了，常見的思路是，鎖過期時間值遞增，但是想想不靠譜，因為第一個請求可能超時，如果後面的也超時呢，接連多次超時之後，鎖過期時間值勢必特別大了，這樣做弊端太多。

另一個想法是，再開啟一個線程，進行監控，如果取資料的線程沒有掛的話，就適當延遲鎖的過期時間。

4、穿透 

穿透主要原因是許多請求都在存取資料庫不存在的數據，例如一個賣書的商城一直被請求查詢茶葉產品，由於Redis緩存主要是用來緩存熱點數據，對於數據庫都不存在的數據,是沒法緩存的，這種異常流量就會直接到達數據庫並且返回"沒有"的查詢結果。

應對這種要求，處理辦法是對存取請求加上一層過濾器，例如布隆過濾器、增強版布隆過濾器、布穀鳥過濾器。

除了布隆過濾器，可以增加一些參數檢驗，例如資料庫資料id一般都是遞增的，如果請求id = -10 這種參數，勢必繞過Redis，避免這種情況，可以對使用者真實性檢驗等操作。

5、雪崩 

雪崩，和擊穿類似，不同的是擊穿是一個熱點Key某時刻失效，而雪崩是大量的熱點Key在一瞬間失效，網路上很多部落格都在強調解決雪崩的策略是隨機過期時間，這個非常不準確，舉個例子，銀行做活動，之前這個利息係數為2%，過了零點係數改為3%，這種情況能將用戶的對應的key改為隨機過期嗎？如果用的過去的數據叫髒數據。

明顯不可以，同樣存錢 f0c;你存到年底利息300萬，隔壁才200萬，這不得打架啊，開玩笑~

正確的思路是，首先要看看這個Key過期是不是時點性有關，時點性無關的話，可以隨機過期時間解決。

如果是時點性有關，例如剛剛說的銀行某一天改變某係數，那麼就要利用強依賴擊穿方案，策略是先過去的線程更新一下所有key。

在後台更新熱點key的同時，業務層將進來的請求延時一下，例如短暫的睡幾毫秒或秒，給後面的更新熱點key分散壓力。

以上是Redis擊穿穿透雪崩產生原因為何及怎麼解決的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！