缓存异常场景

痛定思痛。 2024-04-01 19:43 68阅读 0赞

参考博客：https://javaguide.cn/interview-preparation/teach-you-how-to-prepare-for-the-interview-hand-in-hand.html\#%E7%9F%A5%E9%81%93%E5%A6%82%E4%BD%95%E8%8E%B7%E5%8F%96%E6%8B%9B%E8%81%98%E4%BF%A1%E6%81%AF  
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## 缓存穿透 ##

**黑客不断查询缓存和数据库中都不存在的key**  
（1）缓存空对象  
当缓存未命中，查询持久层也为空，可以将返回的空对象写到缓存中，这样下次请求该key时直接从缓存中查询返回空对象，请求不会落到持久层数据库。为了避免存储过多空对象，占用内存，通常会给空对象设置一个过期时间。  
（2）布隆过滤器（推荐）  
缓存之前再加一道屏障，判断一个元素是否存在于海量数据集合中  
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## 缓存击穿 ##

**并发查同一个key**  
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。  
（1）使用互斥锁，后台线程回写缓存  
这种思路比较简单，就是让一个线程回写缓存，其他线程等待回写缓存线程执行完，重新读缓存即可。  
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同一时间只有一个线程读数据库然后回写缓存，其他线程都处于阻塞状态。如果是高并发场景，大量线程阻塞势必会降低吞吐量。  
（2）热点数据永不过期（不追求严格强一致性）  
永不过期实际包含两层意思：  
**物理不过期**，针对热点key不设置过期时间  
**逻辑不过期**，把过期时间存在key对应的value里，如果发现要过期了，通过一个后台的异步线程进行缓存的构建

## 缓存雪崩 ##

**不同key都过期了，很多key都查不到从而查数据库**  
常用的解决方案有：

**均匀过期**（设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。通常可以为有效期增加随机值或者统一规划有效期）  
**加互斥锁**（与缓存击穿解决思路一致，同一时间只让一个线程构建缓存，其他线程阻塞排队）  
**缓存永不过期**（跟缓存击穿解决思路一致，缓存在物理上永远不过期，用一个异步的线程更新缓存）  
**双层缓存+缓存预热**  
C1为原始缓存，C2为拷贝缓存，C1失效时，可以访问C2，C1缓存失效时间设置为短期，C2设置为长期  
eg.  
我们有两个缓存，缓存A和缓存B。缓存A的失效时间为20分钟，缓存B不设失效时间。自己做缓存预热操作。然后细分以下几个小点  
I 从缓存A读数据库，有则直接返回  
II A没有数据，直接从B读数据，直接返回，并且异步启动一个更新线程。  
III 更新线程同时更新缓存A和缓存B。

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