Redis缓存预热+缓存雪崩+缓存击穿+缓存穿透要点简析

1、缓存预热

1、定义

缓存预热就是系统上线后，提前将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。

避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据缓存的问题！用户直接查询事先被预热的缓存数据！


2、解决方案

1）直接写个缓存刷新页面，上线时手工操作下。
2）数据量不大，可以在项目启动的时候自动进行加载。
3）定时刷新缓存。

2、缓存雪崩

发生原因
redis主机挂了，redis全面崩溃，偏硬件运维
redis中有大量key同时过期大面积失效，偏软件开发


预防和解决
redis中key设置为永不过期or过期时间错开
redis缓存集群实现高可用
    主从+哨兵
    redis cluster
    开启redis持久化机制aof/rdb,尽快恢复缓存集群
多缓存结合预防雪崩
    ehcache本地缓存+redis缓存
服务降级
    Hystrix或者阿里sentinel限流&降级

3、缓存击穿

3.1、是什么

请求去查询一条记录，先查redis无，后查mysql无，都查询不到该条记录
但是请求每次都会打到数据库上面去，导致后台数据库压力暴增，这种现象称为缓存穿透，rendis变成了一个摆设


简单来说，本来无一物，两库都没有
即不在redis缓存库，也不在mysql，数据库存在被多次暴击风险

3.2、解决

方案1:空对象缓存或者缺省值

第一种解决方案，回写增强
如果发生了缓存穿透，我们可以针对要查询的数据，在Redis里存一个和业务部门商量后确定的缺省值(比如，零、负数、defaultNull等)。
比如，键uid:abcdxxx，值defaultNull作为案例的key和value
先去redis查键uid:abcdxxx没有，再去mysql查没有获得 ，这就发生了一次穿透现象。


but，可以增强回写机制
mysql也查不到的话也让redis存入刚刚查不到的key并保护mysql。
第一次来查询uid:abcdxxx，redis和mysql都没有，返回null给调用者，但是增强回写后第二次来查uid:abcdxxx，此时redis就有值了。
可以直接从Redis中读取default缺省值返回给业务应用程序，避免了把大量请求发送给mysql处理，打爆mysql。


但是，此方法架不住黑客的恶意攻击，有缺陷......，只能解决key相同的情况


黑客或恶意攻击
黑客会对你的系统进行攻击，拿一个不存在的id去查询数据，会产生大量的请求到数据库去查询，可能会导致你的数据库由于压力过大而宕掉


key相同打你系统
  第一次打到mysql空对象缓存后第二次就返回default Null缺省值
  避免mysql被攻击，不用再到数据库中去走一圈了
key不同打你系统
  由于存在空对象缓存和缓存会写(看自己业务不限死)
  redis中的无关紧要的key也会越写越多(记得设置redis过期时间)

方案2:Google布隆过滤器Guava解决缓存穿透

白名单架构

布隆过滤器说明

误判问题，但是概率小可以接受，不能从布隆过滤器删除
全部合法的key都需要放入Guava版布隆过滤器和redis里面，不然数据就是返回null

4、缓存穿透

4.1、是什么

大量的请求同时查询一个key时，此时这个key正好失效了，导致大量的请求都打到数据库上面去
简单说就是热点key突然失效了，暴打mysql

4.1、危害

会造成某一时刻数据库请求量过大，压力剧增
一般技术部门需要知道热点key时那些，防止击穿

4.1、解决

热点key失效
时间到了自然清除但还被访问到
delete掉的key，刚巧又被访问


方案1：
差异失效时间，对于访问频繁的热点key，干脆就不设置过期时间
方案2：
互斥更新，采用双检加锁策略


多个线程同时去查询数据库的这条数据，那么我们可以在第一个查询数据的请求上使用一个 互斥锁来锁住它。
其他的线程走到这一步拿不到锁就等着，等第一个线程查询到了数据，然后做缓存。后面的线程进来发现已经有缓存了，就直接走缓存。

5、总结

好了，今天的小知识你学会了吗？

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审核编辑：刘清