侧边栏壁纸
博主头像
wxy

  • 累计撰写 27 篇文章
  • 累计创建 13 个标签
  • 累计收到 1 条评论

目 录CONTENT

文章目录

Redis缓存问题

wxy
wxy
2022-06-24 / 0 评论 / 2 点赞 / 38 阅读 / 1,751 字 / 正在检测是否收录...

Redis使用

在实际的业务场景中,Redis 一般和其他数据库搭配使用,用来减轻后端数据库的压力,比如和关系型数据库 MySQL 配合使用。

Redis 会把 MySQL 中经常被查询的数据缓存起来,比如热点数据,这样当用户来访问的时候,就不需要到 MySQL 中去查询了,而是直接获取 Redis 中的缓存数据,从而降低了后端数据库的读取压力。如果说用户查询的数据 Redis 没有,此时用户的查询请求就会转到 MySQL 数据库,当 MySQL 将数据返回给客户端时,同时会将数据缓存到 Redis 中,这样用户再次读取时,就可以直接从 Redis 中获取数据。流程图如下所示:

1K924O02-0

本文章基于 Redis 6.2.6

使用缓存的问题

Redis 缓存的使用,极大的提升了应用程序的性能和效率,特别是数据查询方面。

但同时,它也带来了一些问题。其中,最要害的问题,就是数据的一致性问题,从严格意义上讲,这个问题无解。

如果对数据的一致性要求很高,那么就不能使用缓存。

另外的一些典型问题就是,缓存穿透缓存雪崩缓存击穿。目前,业界也都有比较流行的解决方案。

缓存穿透

概念

这里先介绍下日常使用缓存的逻辑:

查询一个数据,先到缓存中查询。

如果缓存中存在,则返回。

如果缓存中不存在,则到数据库查询。

如果数据库中存在,则返回数据,且存到缓存。

如果数据库中不存在,则返回空值。

缓存穿透

缓存穿透出现的情况就是数据库和缓存中都没有。

这样缓存就不能拦截,数据库中查不到值也就不能存到缓存。

这样每次这样查询都会到数据库,相当于直达了,即穿透。

这样会给数据库造成很大的压力。

解决方案

布隆过滤器

布隆过滤器是一种数据结构,对所有可能查询的参数以 hash 形式存储,在控制层先进行校验,不符合则丢弃,从而避免了对底层存储系统的查询压力。

582e-4a35-a4c4-549726bee781

缓存空对象

当存储层不命中后,即使返回的空对象也将其缓存起来,同时会设置一个过期时间,之后再访问这个数据将会从缓存中获取,保护了后端数据源。

cdac-47de-96f8-dbc86cec4cff

但是这种方法会存在两个问题:

  • 如果空值能够被缓存起来,这就意味着缓存需要更多的空间存储更多的键,因为这当中可能会有很多的空值的键。

  • 即使对空值设置了过期时间,还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致,这对于需要保持一致性的业务会有影响。

缓存击穿

概念

缓存击穿,是指一个 key 非常热点,在不停的扛着大并发,大并发集中对这一个点进行访问。

当这个 key 在失效的瞬间,持续的大并发就穿破缓存,直接请求数据库,就像在一个屏障上凿开了一个洞。

当某个 key 在过期的瞬间,有大量的请求并发访问,这类数据一般是热点数据。

由于缓存过期,会同时访问数据库来查询最新数据,并且回写缓存,会导使数据库瞬间压力过大。

解决方案

设置热点数据永不过期

从缓存层面来看,没有设置过期时间,所以不会出现热点 key 过期后产生的问题。

加互斥锁

分布式锁:使用分布式锁,保证对于每个 key 同时只有一个线程去查询后端服务,其他线程没有获得分布式锁的权限,因此只能等待。

这种方式将高并发的压力转移到了分布式锁,因此对分布式锁的考验很大。

缓存雪崩

概念

缓存雪崩,是指在某一个时间段,缓存集中过期失效。

产生雪崩的原因之一,比如马上就要到双十一零点,很快就会迎来一波抢购。

这波商品时间比较集中的放入了缓存,假设缓存一个小时。

那么到了凌晨一点钟的时候,这批商品的缓存就都过期了。

而对这批商品的访问查询,都落到了数据库上,对于数据库而言,就会产生周期性的压力波峰。

于是所有的请求都会达到存储层,存储层的调用量会暴增,造成存储层也会挂掉的情况。
58f8e48b-98db-4cda-8c94-a40cd38eebe7

其实集中过期,倒不是非常致命。

比较致命的缓存雪崩,是缓存服务器某个节点宕机或断网。

因为自然形成的缓存雪崩,一定是在某个时间段集中创建缓存。

这个时候,数据库也是可以顶住压力的,无非就是对数据库产生周期性的压力而已。

而缓存服务节点的宕机,对数据库服务器造成的压力是不可预知的,很有可能瞬间就把数据库压垮。

解决方案

搭建集群

实现 Redis 的高可用,既然一台服务有可能挂掉,那就多增设几台服务。

这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作,其实就是搭建的集群。

限流降级

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。

数据预热

数据加热的含义就是在正式部署之前,先把可能的数据先预先访问一遍,这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。

在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的 key,设置不同的过期时间,让缓存失效的时间点尽量均匀。

2

评论区