每日八股-Redis篇-缓存三兄弟-04

文章目录

      • 1.什么是缓存穿透?怎么解决?
      • 2.能介绍一下布隆过滤器吗?
      • 3.什么是缓存击穿?怎么解决?
      • 4.什么是缓存雪崩?怎么解决?
      • 5. 打油诗

1.什么是缓存穿透?怎么解决?

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,如果从存储层查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到DB去查询,可能导致DB挂掉。这种情况大概率是遭到了攻击。

解决方案的话,我们通常会用布隆过滤器来解决它。

2.能介绍一下布隆过滤器吗?

布隆过滤器主要是用于检索一个元素是否存在一个集合中。我们当时使用的是Redisson实现的布隆过滤器。

它的底层主要是先去初始化一个比较大的数组,里面存放的二进制0或1。在一开始都是0,当一个key来了之后经过3次hash计算,模于数组长度找到数据的下标然后把数组中原来的0改为1,这样的话,三个数组的位置就能标明一个key的存在。查找的过程也是一样的。

当然是有缺点的,布隆过滤器有可能会产生一定的误判,我们一般可以设置这个误判率,大概不会超过5%,其实这个误判是必然存在的,要不就增加数组的长度,其实已经算是很划算了,5%以内的误判率一般的项目也能够接受,不至于高并发下压倒数据库。

3.什么是缓存击穿?怎么解决?

缓存击穿的意思是对于设置了过期时间的key,缓存在某个时间点过期的时候,恰好在这个时间点对这个key有大量的并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把DB压垮。

解决方法有两种方式:

第一可以使用互斥锁:当缓存失效时,不立即去load DB,先使用如Redis的setnx去设置一个互斥锁,当操作成功返回时再进行load DB的操作并回设缓存,否则重新get缓存的方法。

第二种方案可以设置当前key逻辑过期,大概思路如下:

  1. 在设置key的时候,设置一个过期时间字段一块存入缓存中,不给当前key设置过期时间
  2. 当查询的时候,从redis取出数据后判断时间是否过期
  3. 如果过期则开通另外一个线程进行数据同步,当前线程正常返回数据,这个数据不是最新的

当然两种方案都各有利弊:

如果选择数据的强一致性,建议使用分布式锁的方案,性能上可能没那么高、锁需要等,也有可能产生死锁的问题。

如果选择key的逻辑删除,则优先考虑高可用性,性能比较高,但是数据同步这块做不到强一致性。

4.什么是缓存雪崩?怎么解决?

缓存雪崩意思是设置缓存时采用了相同的过期时间,导致缓存在某一时刻同时失效,请求全部转发到DB,DB瞬间压力过重雪崩。与缓存击穿的区别在于:雪崩是很多key,击穿是某一个key。

解决方案有四种:

  • 给不同的key的TTL添加随机值
  • 利用Redis集群提高服务的可用性(哨兵模式、集群模式)
  • 给缓存业务添加降级限流策略(ngxin或spring cloud gateway)
  • 给业务添加多级缓存(Guava或Caffeine)

但是我们主要是将缓存失效时间分散开,比如可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件。

5. 打油诗

《缓存三兄弟》

穿透无中生有key,布隆过滤null隔离。

缓存击穿过期key,锁与非期解难题。

雪崩大量过期key,过期时间要随机。

面试必考三兄弟,可用限流来保底。

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