一提到Redis缓存,我们不得不了解的三个问题就是:缓存雪崩、缓存击穿和缓存穿透。这三个问题一旦发生,会导致大量的请求直接请求到数据库层。如果并发压力大,就会导致数据库崩溃。那p0级的故障是没跑了。

今天我们就来详细的了解这个三个问题诱因以及如何解决。没有点关注,记得先点个关注吧。 废话不多说,我们直接开搞!!!

一、缓存雪崩

什么是缓存雪崩?缓存雪崩就是大量请求无法在redis缓存中进行处理,而是直接发送到了数据库层,使得数据库压力陡增。就好像redis一下子突然失效了一样。一般造成缓存雪崩主要有两个原因,我们来一一分析一下。

1.缓存中大量数据同时过期

缓存中大量数据同时过期,就会导致大量请求无法在redis缓存层面进行处理。具体来说,就是给redis中大量数据设置了相同的过期时间,一旦它们同时失效,应用就会把请求直接发送给数据库,直接从数据库中读取数据。如果应用的并发量很大,那数据库的压力就会很大。如下图所示:    针对大量数据同时失效带来的缓存雪崩问题,我们一般采取以下两种解决方案。   (1)我们在开发过程中要避免给大量数据设置相同的过期时间。我们可以在给数据设置过期时间时给时间加一个很小的随机数,这样不同数据的过期时间就会有所差别,但差别也不会太大,保证数据在一定范围内过期,从而满足业务层要求同时过期的需要。   (2)服务降级。所谓的服务降级,是指发生缓存雪崩后,针对不同的数据采取不同的策略。

  • 当业务访问非核心数据时(例如商品属性信息),我们直接返回预定义的信息。
  • 当业务访问的是如库存数据等核心数据时,仍然允许查询缓存,如果缓存缺失,也可以从数据库中继续读取。

这样一来,只有部分过期的数据会访问数据库,所以数据库压力就没那么大。

2.Redis实例发生故障

当Redis实例发生故障,那就相当于缓存已经废掉了,所以大量请求会直接请求数据库,造成数据库压力变大,甚至宕机。针对这种情况发生的缓存雪崩,我们有以下两种处理方式。 (1)在业务系统侧实现服务熔断或请求限流机制    所谓的服务熔断,就是指在发生缓存雪崩时,为了防止大流量直接打到数据库,我们会暂停对缓存系统的访问。当上层应用访问缓存时,缓存接口不会去访问Redis实例,而是直接返回。等redis恢复后,再允许应用程序请求缓存系统。这样就会避免因为redis缓存宕机,导致数据库压力陡增的情况。

服务熔断虽然可以保证数据库不被崩溃,但是暂停了整个服务的访问,对业务的影响范围大,为了减小对上层服务的影响,我们一般采用请求限流。请求限流是指业务系统去控制每秒进入系统的请求数,避免过多的请求被发送到数据库。比如正常运行时,业务系统每秒进入的请求是1万个,其中有80%在缓存中就可以处理了,有20%会去数据库中处理。一旦发生缓存雪崩,100%的流量就会请求数据库,为了不造成数据库崩溃,我们就可以启动请求限流机制。业务系统只允许30%的流量进入,而70%的流量被拒绝服务。这也是目前主流大厂常用的方法,比如在某个明星爆出大瓜后,我们刷微博经常刷不出来,多刷几次就能进入,那就是因为做了服务降级。只允许一部分流量进入。

(2)使用高可靠集群
    我们可以通过主从节点来部署高可靠的Redis集群。当主节点挂掉后,从节点还可以切换成主节点。

二、缓存击穿

缓存击穿是指针对某个热点数据,无法在缓存中进行处理,然后访问该数据的大量请求,一下子都发到后端数据库中,导致数据库压力激增。对于缓存击穿的情况,经常发生在热点数据过期失效时

为了避免这种情况发生,最常采取的措施就是对于访问特别频繁的热点数据,我们就不设置过期时间了。这样一来,对热点数据的访问,都可以在缓存中进行。\

三、缓存穿透

缓存穿透是指要访问的数据既不在缓存中,也不在数据库中,会导致请求缓存时,发生缓存缺失,然后请求数据库,发现数据库中也没有需要的数据。这样一来,缓存就成了“摆设”,如果有大量的这种请求,就会给数据库带来很大的压力。

这个问题一般都是黑客进行恶意攻击造成的。为了避免这种问题发生,我们有三种解决方式。

1、缓存空值或者缺省值

一旦发生缓存穿透,我们就可以在redis中设置一个空值或者给定的某个缺省值。这样,业务应用的后续这种请求,都可以命中缓存。这样就避免了把大量请求发送给数据库了。

2、使用布隆过滤器来快速判断数据是否存在

这里我们先来解释一下什么是布隆过滤器。

布隆过滤器由一个初值都为0的bit数组和N个哈希函数组成,可以用来快速判断某个数据是否存在。当我们想标记某个数据存在时,布隆过滤器会通过三个操作来完成标记:

  • 首先,使用N个哈希函数,分别计算数据的哈希值,得到N个哈希值。
  • 然后把这N个哈希值对bit数组的长度取模,得到每个哈希值在数组中的位置。
  • 最后,我们把对应位置的bit位设置为1,这样就完成了布隆过滤器中标记数据的操作。

如果数据不存在,也就是我们没有用布隆过滤器标记过,bit数组对应的bit位为0。
   当我们需要判断某个数据是否存在时,我们就执行上面的计算过程,我们先求出这个数据对应的hash值,然后取模,然后去bit数组查这N个位置上的bit值。只要这N个bit值有一个不为1,就表明这个数据没有被标记过。
   基于布隆过滤器的快速检测特性,我们可以把数据写入数据库时,使用布隆过滤器做个标记,当缓存失效后,上层应用查询数据库时,可以通过查询布隆过滤器快速判断数据是否存在。如果不存在,就不用在去数据库中去查了。这样一来,即使发生缓存穿透,也不会对数据库造成压力。

3、业务层对请求进行检测

缓存穿透发生的原因主要就是恶意请求访问不存在的数据,所以业务层接受到请求后,一定要进行合法性检测,把恶意请求给过滤掉,这样就可以避免缓存穿透的问题了。

今天我们就聊到这里,下一次我们来聊聊Redis分布式锁的问题,如果感兴趣,记得关注一波哦。

作者:程序员学长
链接:https://juejin.cn/post/6996567228820750343/
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

害...原来阿里面试Redis最常问的是它呀的更多相关文章

  1. 金九银十跳槽高峰,面试必备之 Redis + MongoDB 常问80道面试题

    前言 有着“金九银十”之称的招聘旺季已经开启,跳槽高峰期也如约而至. 本文为主要是 Redis + MongoDB 知识点的攻略,希望能帮助到大家. 内容较多,大家准备好耐心和瓜子矿泉水. Redis ...

  2. 大厂面试官最常问的@Configuration+@Bean(JDKConfig编程方式)

    大厂面试官最常问的@Configuration+@Bean(JDKConfig编程方式)   现在大部分的Spring项目都采用了基于注解的配置,采用了@Configuration 替换标签的做法.一 ...

  3. 阿里面试Redis常考问题

    一提到Redis缓存,我们不得不了解的三个问题就是:缓存雪崩.缓存击穿和缓存穿透.这三个问题一旦发生,会导致大量的请求直接请求到数据库层.如果并发压力大,就会导致数据库崩溃.那p0级的故障是没跑了. ...

  4. Java面试官最常问的volatile关键字

    在Java相关的职位面试中,很多Java面试官都喜欢考察应聘者对Java并发的了解程度,以volatile关键字为切入点,往往会问到底,Java内存模型(JMM)和Java并发编程的一些特点都会被牵扯 ...

  5. 手撕面试官系列(十一):BAT面试必备之常问85题

    JVM专题 (面试题+答案领取方式见侧边栏)  Java 类加载过程? 描述一下 JVM 加载 Class 文件的原理机制? Java 内存分配. GC 是什么? 为什么要有 GC? 简述 Java ...

  6. 深度分析:面试腾讯,阿里面试官都喜欢问的String源码,看完你学会了吗?

    前言 最近花了两天时间,整理了一下String的源码.这个整理并不全面但是也涵盖了大部分Spring源码中的方法.后续如果有时间还会将剩余的未整理的方法更新到这篇文章中.方便以后的复习和面试使用.如果 ...

  7. 面试有关TCP常问的几个问题

    在面试中网络问题是一定会考察的,而TCP协议则是考察网络知识的重点.经常会被问道的问题如下: 请讲一下TCP协议建立连接的过程 请介绍TCP协议中的三次握手和四次挥手是怎么样的 为什么TCP协议要三次 ...

  8. HTML5 面试中最常问到的 10 个问题

    1. HTML5 新的 DocType 和 Charset 是什么?HTML5 现在已经不是 SGML 的子集,DocType 简化为:                  <!doctype h ...

  9. 手撕面试官系列(十):面试必备之常问Dubbo29题+MySQL55题

    Dubbo专题 (面试题+答案领取方式见侧边栏) 1.Dubbo 支持哪些协议,每种协议的应用场景,优缺点?2.Dubbo 超时时间怎样设置?3.Dubbo 有些哪些注册中心?4.Dubbo 集群的负 ...

随机推荐

  1. 8、WindowServer离线安装.NET Framework 3.5

    WindowsServer 默认是不安装 .netframework3.5 的. 8.1.WindowsServer2012R2: 1.把镜像目录下的"sources"目录复制到 ...

  2. Gym 100169E Tetrahedron Inequality

    大致题意: 给出六条边,判断是否能组成四面体 分析: 四面体由四个三角形组成,所以每一条边肯定要符合三角形的任意两边大于第三边的性质.一开始以为这样判断就可以了,然而这题并没有这么简单. 如右图,有四 ...

  3. ESP32的ULP 协处理器笔记

    1.ULP 协处理器是一个功耗极低的协处理器设备,无论主 CPU 是处于正常运行模式还是 Deep-sleep 模式,ULP 协处理器都可以独立运行.超低功耗协处理器的补充使得 ESP32 能够胜任一 ...

  4. 如何修改Windows 11 任务栏大小

    1.首先Win+R输入regedit打开注册表编辑器         2.进入注册表编辑器后,在地址栏中输入: HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\ Window ...

  5. python使用笔记19--网络操作

    1.get请求 1 import requests 2 import datetime 3 #get请求 4 url = 'http://api.nnzhp.cn/api/user/stu_info' ...

  6. c语言:sprintf() 数字转字符赋值给数组

    //sprintf() //sprintf 最常见的应用之一是把整数打印到字符串中,所以,spritnf 在大多数场合可以替代itoa /* 缓冲区溢出 第一个参数的长度太短了,没的说,给个大点的地方 ...

  7. python 最大公约数 最小公倍数

    def gongyueshu(m,n): if m<n: m,n=n,m elif m==n: return m if m/n==int(m/n): return n else: for i i ...

  8. MVC框架介绍分析

    相信绝大多数学习过Javaweb的人都知道一个系统的模式--Spring模式,以这么模式中为基础,衍生出各种各样的新的模式,其中最重要的就是Spring下的Spring MVC MVC是Xerox P ...

  9. 【学习笔记】Tensor多维数组和axis的理解

    Tensor多维数组和axis的理解 今天在编写程序的时候一直对于axis=0或等于1搞不明白,这样对于整个numpy或者是tensorflow的基本运算和数据处理都会很模糊,所以花了一些时间来搞清楚 ...

  10. springMVC-12-整合spring和springmvc

    问题1: 好像我们只需要使用springmvc的配置文件作为IOC容器就可以了 --> 需要进行Spring 整合SpringMVC吗? ----> 还是否需要再加入Spring的IOC容 ...