Redis 击穿、穿透、雪崩

Redis 击穿、穿透、雪崩

业务场景:做缓存使用时
数据缓存在redis中，过滤大部分请求，实现只有少量请求达到数据库服务。给数据库减轻压力

击穿

• 原因

  • 给key设置了过期时间（LRU/LFU）
  • 当key过期之后，数据被清理掉了。突然来了一批访问这个Key的。这是请求就会压到数据库上
  • Key的过期导致的高并发访问数据库，给数据库造成了压力
  • 如果过期之后，只有少量请求访问这个Key，达到数据库不能成为击穿。只有出现高并发的时候，对数据库产生影响了才叫击穿

• 解决方案

  • 有并发时，阻止并发到达数据库，但是redis中又没有key

  • redis是单进程单实例的，让访问的请求当发现key不存在的时候，使用setnx()创建一个key ，相当于向redis申请一把锁。因为setnx()只有没有这个key时，才会返回成功。所以一定只有一个请求能获得这把锁。只有获得锁的请求才允许访问数据库

  • 1.取key,发现没有key

  • 2.使用setnx()设置Key,相当于申请锁

    • 失败的，睡眠一会，苏醒之后重复1-2步。
      如果第一步成功就能直接返回了，如果第一步失败，再次尝试setnx()，因为锁还存在，所以依然不能成功，继续进入睡眠
    • 设置key成功的请求访问数据库

  • 存在的问题

    • 死锁了，获得锁的线程挂掉了怎么办

      • 设置锁的过期时间
      • 当第一个挂掉后，锁过期了，会有其他的请求拿到锁。去访问数据库

    • 获得锁的线程没挂，但是阻塞了，因为设置的锁过期时间不够。第一个获得获得还没有取回数据，锁就被释放了，就会导致多个请求到达数据库、可能会导致部分请求延迟，丢失。
      第一个从数据库获取到数据，返回了，没有获取到锁的，苏醒之后取到Key返回了
      而其他获取到锁的请求，还在阻塞

    • 解决方案

      • 多线程，开启一个守护线程

        • 代码逻辑复杂度会提高一些

      • 第一个请求获取到锁之后，一个线程去数据库取数据，另一个线程监控值是不是取回来了，如果没有取回来，就更新锁时间

穿透

• 业务场景:做缓存使用时

• 原因

  • 请求了系统中不存在的数据，自然在redis中查找不到key，从而请求达到数据库，进行数据库查询

• 解决方案

  • 使用布隆过滤器，三种方式

    • 在客户端实现布隆的算法，和存储数据
      则请求不到达redis，和数据库
    • 在客户端中实现布隆过滤器的算法，数据存储在redis中。
    • redis集成布隆过滤器

  • 缺点：布隆过滤器只能增加，不能删除

    • 当业务数据会出现删除，修改的时候。使用布隆过滤器会出现问题
    • 替代方案：布谷鸟过滤器

雪崩

• 业务场景:做缓存使用时

• 原因

  • 和击穿比较像，同一时间大量的key值过期
    例如：晚上12点大量的Key需要进行更新。
    导致这些key的请求如果在这时发生，则会出现大量的请求到达数据库。

• 解决方案

  • 当业务层面数据必须在同一时间大量进行更新时

    • 强依赖击穿方案，让请求进行排队。只让少量的请求达到数据库
    • 定时更新，如果大部分的数据都需要在12点进行更新时，则每晚11:50至12:10分让业务暂停使用。时间可以根据时间情况控制

  • 当业务层面对数据更新时间没有要求时

    • Key值过期时间均匀分布
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