Redis用于做缓存是非常棒的,内存数据库可比MySQL这些会产生IO读取的快乐不知道多少倍。但是Redis也还是会面临着如下几种问题:缓存穿透、击穿和雪崩;下面就简单分析下原因和解决方案。
1、缓存穿透
什么是缓存穿透呢,首先我们知道,我们用redis做缓存的大概逻辑如下:
根据KEY取Redis中读取,若是有值则直接返回,否则继续下一步
根据key去数据库中查找,若是有值,则将结果放入redis,然后返回,否则数据不存在
那么上面会面临什么问题呢?假如攻击者(这种情况一般是因为有攻击者来攻击,正常业务逻辑不会存在数据库中没有值的情况)直接大量调用该接口,随机构造key,然后这些key在我们的数据库中都没有对应值,这样子就会每次都直接访问到数据库,redis就失去了缓存的意义,给数据库造成了巨大的压力。因此,缓存穿透的大概意思是:key对应的数据在数据源并不存在,每次针对此key的请求从缓存获取不到,请求都会到数据源,从而可能压垮数据源。
解决方案
1、我们知道,缓存穿透基本上都是有人在对系统进行攻击才会发生的,正常业务逻辑不会发生,所以根本上的解决方案是:实现API限流,防御DDOS攻击,接口频率访问控制。只有直接限制攻击者的访问频率,把不合法的攻击者假如到黑名单中,才是最根本有效的解决方案。
2、从数据库中查询不到值的时候,也将key写入redis,并且值设置为一个较短的有效期。这种方案其实是不靠谱的,首先这个只适用于相同的KEY,假如攻击者一直随机生成不同的key就拦不到了,并且会对正常的redis使用造成影响,不过还是会有一点点用的。
3、布隆过滤器,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,从而避免了对底层存储系统的查询压力。
2、缓存击穿
缓存击穿是什么意思呢,这个其实是对于单个热点KEY的情况下,在高并发访问此“热点KEY”,但是该KEY过期了,此时会有大量的访问直接访问数据库,压垮我们的数据源。比如在抽奖秒杀等活动中,法发生的概率很高。
解决方案
这里我觉得最好的解决办法是采用分布式锁吧,击穿导致的是数据库被压垮,是因为都一起访问数据库,但是如果我们用分布式锁,限定只有一个请求去访问数据库,将值从数据库中读取回来放入redis中,然后其它请求就直接使用redis中的值啦,如下是redis实现分布式锁的一个代码例子,很简单的,主要是靠:setNx命令,当然也还可以用zookeeper。
public String get(key) {
String value = redis.get(key);
if (value == null) { //代表缓存值过期
//设置3min的超时,防止del操作失败的时候,下次缓存过期一直不能load db
if (redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) { //代表设置成功
value = db.get(key);
redis.set(key, value, expire_secs);
redis.del(key_mutex);
} else { //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了,这时候重试获取缓存值即可
sleep(50);
get(key); //重试
}
} else {
return value;
}
}
3、缓存雪崩
什么是缓存雪崩呢?,与缓存击穿的区别在于这里针对很多key缓存,前者则是某一个key。比如redis中的一批key同时间失效了,这样子就会全部key都得同时区请求数据库,最后压垮数据库。
解决办法
对key的失效时间进行随机化设置。既然是因为同时间失效,导致都同时去读取数据库,那么我们对key的失效时间假如一个随机数,比如1~5分钟失效,这样子就很小概率会出现同时失效的情况。
好了,我们大概也理解了redis的缓存穿透、击穿、雪崩,代码参考了博文:https://www.cnblogs.com/xichji/p/11286443.html