Redis缓存--缓存雪崩，击穿、穿透理解

1、Redis缓存雪崩

引子：电商首页数据一般都做缓存处理，机制：定时任务刷新，或者查不到后更新 。其中定时刷新就有一个问题：

示例：首页的key失效时长都是12小时，中午12点刷新，假设零点秒杀活动，RPS（客服端每秒发出请求数）以6000，本地缓存可以抗住5000，但是当缓存key失效，此时1s6000请求全部落到数据库，数据库肯定扛不住一下子就报警可能导致DBA直接挂掉。

redis雪崩

结果：同一时间大面积失效，那一瞬间Redis跟跟没有一直，数据直接打到数据库对于数据库来说是灾难性的。

这种情况怎么应对：处理缓存雪崩：方法在批注往redis存数据的时候，在每一个Key的失效时间都加个随机值，可以保证大面积失效redis还是可以抗住的。

如果redis集群部署，将热点均匀的分步在不同的redis库汇总也能避免失效。或者设置热点数据永远不过期，有更新操作就更新缓存就好了。

2、Redis穿透

缓存穿透是指缓存和数据库中的都没有数据，而用户不断的发起请求，【我们的数据库id都是从1开始自增的】如果用户发起-1的数据或者id很大不存在的数据。这时候用户很可能是攻击者，这种攻击会导致数据库压力过大，严重击垮数据库。

redis穿透

像这种不做参数校验，数据库id都是大于0的，用小于0的参数请求，每次都可以打到数据库，数据库也查不到，如果并发高点就容易挂掉。

缓存穿透解决方法：

接口层增加校验，比如：参数做效验，不合法参数直接return.

Redis自带的一个高级用法：布隆过滤器（bloom Filter）也能防止缓存穿透发生。

简单示例：经常用的报表的分页查询，程序没有对分页参数的大小限制，调用的万一一口气查Integer.MAX_VALUE一次就请就需要好几秒，多个并发就挂了。

3、Redis击穿

redis缓存击穿跟缓存雪崩有点像， 但又有点不一样。缓存雪崩是因为大面积的缓存失效直接打到DB把DB打崩了-----而缓存击穿不同的是缓存击穿是指一个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，直接访问数据库，就像一个完全好无损的桶上凿开一个洞。

缓存击穿解决方法：设置热点数据永不过期，或者加上互斥锁。

实现示例

4、总结：

事前：Redis高可用，主从+哨兵，Redis cluster,=避免全盘崩溃；

事中：本地ehcache缓存+Hystrix限流+降级，避免mysql被击垮；

事后：Redis持久化RDB+AOF，一旦重启，自动从硬盘上加载数据，快速恢复缓存数据。

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工作中记录--根据CPU核心数确定线程池并发线程数：

在《Java Concurrency in Practice》一书中，给出了估算线程池大小的公式：

Nthreads=Ncpu*Ucpu*(1+w/c)，其中

Ncpu=CPU核心数

Ucpu=cpu使用率，0~1

W/C=等待时间与计算时间的比率

那么实际使用中并发线程数如何设置呢？分析如下（我们以派系一公式为例）：

（并发线程数）Nthreads=Ncpu*(1+w/c)

IO密集型：一般情况下，如果存在IO，那么肯定w/c>1（阻塞耗时一般都是计算耗时的很多倍）,但是需要考虑系统内存有限（每开启一个线程都需要内存空间），这里需要上服务器测试具体多少个线程数适合（CPU占比、线程数、总耗时、内存消耗）。如果不想去测试，保守点取1即，Nthreads=Ncpu*(1+1)=2Ncpu。这样设置一般都OK。

计算密集型：假设没有等待w=0，则W/C=0. Nthreads=Ncpu。

至此结论就是：

IO密集型=2Ncpu（可以测试后自己控制大小，2Ncpu一般没问题）（常出现于线程中：数据库数据交互、文件上传下载、网络数据传输等等）

计算密集型=Ncpu（常出现于线程中：复杂算法）

即对于计算密集型的任务，在拥有N个处理器的系统上，当线程池的大小为N+1时，通常能实现最优的效率。(即使当计算密集型的线程偶尔由于缺失故障或者其他原因而暂停时，这个额外的线程也能确保CPU的时钟周期不会被浪费。)

即，计算密集型=Ncpu+1，但是这种做法导致的多一个cpu上下文切换是否值得，这里不考虑。读者可自己考量。

对于一个CPU，线程数总是大于或等于核心数的。一个核心最少对应一个线程，但通过超线程技术，一个核心可以对应两个线程，也就是说它可以同时运行两个线程。

CPU的线程数概念仅仅只针对Intel的CPU才有用，因为它是通过Intel超线程技术来实现的