《面试心经》Redis之缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿

清疚 2022-11-21 03:51 209阅读 0赞

#### 前言： ####

> 应用后台处理查询数据请求流程（一般情况下）：

1.  应用后台收到请求
2.  查询缓存，如果有，则从缓存取出相应数据，返回给前端
3.  如果缓存没有找到相应数据，则取数据库查询
4.  数据库查到相应数据，将此数据存入缓存，并返回数据给前端
5.  如果没有，则返回前端没找到

> 什么是缓存穿透、缓存雪崩和缓存击穿，如何防范？

**缓存穿透**

描述：指访问一个一定不存在的数据，这会导致请求直接穿过缓存层，去访问数据库（因为按正常来讲，这个不存在的数据缓存层一定没有）。如果同时来了大量这样的请求，则会导致数据库层压力过大，甚至可能会导致宕机【这也是黑客的一种攻击手段】

解决方案：  
1.当数据库层查询为空的时候，将这个结果也存入缓存，同时根据实际情况设置一个合适的过期时间。这样就会使后面的相同请求通过缓存层直接返回，同时也避免占用过多内存  
2.使用布隆过滤器，提前过滤掉非法请求【并不能完全过滤所有非法请求】（原理：将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉）

**缓存雪崩**

描述：指缓存大面积失效，请求没办法在缓存层返回，导致大量请求直接访问数据库层。导致缓存雪崩的情况有两种：  
1，缓存层大量的key在同一时间过期  
2，缓存服务器宕机

解决方案：  
1.设置缓存层 key 过期时间的时候，加一个随机数。这样可以避免大量 key 在同一时间过期  
2.缓存层使用集群部署，如redis集群在某一个redis服务器宕机的情况下，其他redis服务器依然能提供缓存服务。保证缓存层始终可用。

**缓存击穿**  
描述：指大量并发请求在访问一个或者一些数据时，这个或者这些数据在缓存层刚好过期，导致大量的请求直接到数据库层。和缓存穿透的区别（缓存穿透指的是访问数据库一定不存在的数据，缓存击穿指访问的数据在数据库层存在，只是在缓存层不存在）

解决方案：  
1.设置热点key永不过期  
2.使用互斥锁，如redis的 setNx（命令在指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值）

public function getData(string $key)
    { 
        //todo 缓存取相应的数据 redis get($key)
        if ('没取到数据') { 
            //todo 设置互斥锁，如redis setNx,同时设置锁的过期时间，防止锁得不到释放
            if ('设置成功') { 
                //todo 去数据库查询数据
                //todo 将数据库返回的数据存入缓存
                //todo 释放锁 redis del
            } else { 
                //todo 设置失败，则代表有其他线程已获得锁，等待一定时间重新尝试获取数据
                sleep(60);
                $this->getData($key);
            }
        }
    
        //todo 返回数据给前端
    }