缓存存在的问题:缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

简介: 缓存穿透是指数据库和缓存都没有的数据,每次都要经过缓存直接去访问数据库,大量的请求打到DB可能导致DB宕机。

🍀缓存穿透

缓存穿透是指数据库和缓存都没有的数据,每次都要经过缓存直接去访问数据库,大量的请求打到DB可能导致DB宕机。

强调都没有数据+并发访问

image-20220803150249711

如果请求一条DB中不存在的数据,此时缓存是不命中的,会请求到DB中,DB查询不到数据因此也不会同步缓存,每次请求都要请求到DB去查询,失去了缓存的意义。在并发访问时,大量请求打到DB,DB可能就会宕机。

☘️解决思路

思路一:由于缓存穿透是因为缓存没有生效,是否可以针对DB不存在的数据设置缓存空值,让请求到缓存就OK。缓存的有效时间可以设置短点,如30s,避免误伤正常业务。

思路二:采用布隆过滤器 (Bloom Filter) ,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的 bitmap 中,一个不存在的数据会被这个 bitmap 拦截掉,从而避免了对DB的查询压力。

布隆过滤器原理:当一个元素被加入集合时,通过k个散列函数将这个元素映射成一个位数组中的k个点,并将其置为1。当查询时,将元素通过散列函数得到k个点,如果这些点存在不为1的,则被检元素一定不存在,直接返回;如果都是1,则查询元素可能存在,就会查询缓存和DB。

🍀缓存击穿

缓存击穿是指数据库有,缓存没有的数据,大量请求访问这个缓存不存在的数据,最后请求打到DB可能导致DB宕机。

强调单个Key过期+并发访问

image-20220803152530761

缓存击穿区别缓存穿透在于,缓存击穿是大量请求同时查询同一个key,而这个key失效了,导致大量请求打到DB,导致DB可能宕机。缓存穿透是请求DB中不存在的数据。

☘️解决思路

思路一:加分布式锁(高并发转低并发),第一个请求的线程拿到锁之后查询DB,并同步缓存,其余线程获取锁失败后会等待一段时间(如50ms),然后重新到缓存中获取数据,将访问DB(慢设备)时高并发转低并发。

思路二:对于热点数据采用隔离环境,即便热点环境宕机也不会影响到正常环境,一般而言不需要隔离,其成本比较大,只有在大型活动中才可能采用,如618、双11等。

image-20220803154122598

思路三:保证热点数据在缓存中,可以设置热点缓存数据永不过期;或者采用定时任务去定时刷新缓存数据与过期时间,保证缓存数据存在。

🍀缓存雪崩

缓存雪崩是指数据库有,缓存没有的数据,大量请求访问这些缓存不存在的数据,最后请求打到DB可能导致DB宕机。

强调批量Key过期+并发访问

image-20220803154646324

缓存雪崩在于大量的缓存key失效,大量请求全部打到DB,DB可能会因为瞬时大流量压力而宕机。

☘️解决思路

思路一:由于是设置的key过期时间一样,导致同一时间大量数据失效。我们可以改变缓存失效时间,在原有失效时间上增加一个随机值,最终的目的是让数据分散在不同的时间点过期。

🍀缓存一致性

缓存一致性指的是缓存与DB之间的数据一致性,我们需要通过各种手段来防止缓存与DB不一致,我们要保证缓存与DB的数据一致或者数据最终一致。

目录
相关文章
|
6天前
|
缓存 数据库 NoSQL
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?--主从切换方案
【5月更文挑战第16天】该方案提出了解决Redis缓存穿透、击穿和雪崩问题的策略。通过使用两个或多个互为备份的Redis集群,确保在单个集群故障时,另一个可以接管。在故障发生时,业务会与备用集群保持心跳检测,并根据业务重要性分批转移流量,逐步增加对备用集群的依赖,同时监控系统稳定性。对于成本敏感的小型公司,可以采用低成本的单机或小规模自建Redis备份。此方案强调渐进式流量转移,以保护系统免受突然压力冲击。
16 1
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?--主从切换方案
|
7天前
|
缓存 数据库 算法
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?---解决缓存击穿和雪崩、限流
【5月更文挑战第15天】本文介绍了如何解决缓存击穿和雪崩问题。对于缓存击穿,采用singleflight模式,确保即使热点数据导致大量请求未命中缓存,也只允许一个请求真正查询数据,其他请求等待其结果。对于缓存雪崩,解决方案是在设置过期时间时添加随机偏移量,避免所有数据同时过期。偏移量应与过期时间成正比。此外,限流也是一个重要策略,可以在服务层和数据库层实施,以限制请求流量,保护数据库免受高并发压力。
12 0
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?---解决缓存击穿和雪崩、限流
|
8天前
|
存储 缓存 NoSQL
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?---解决缓存穿透
【5月更文挑战第14天】解决缓存穿透问题有两种策略。一是回写特殊值,当数据不存在时,在缓存中存储特殊值以标记,避免下次重复查询数据库。但此方法可能被恶意请求利用,浪费内存。二是使用布隆过滤器,预先判断数据是否存在,减少无效数据库查询。布隆过滤器虽有假阳性可能,但概率低,可接受。此外,可先查缓存再查布隆过滤器,优化正常请求的效率。两种方式各有优劣,实际应用需根据场景选择。
19 3
|
8天前
|
缓存 数据库 NoSQL
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?---缓存穿透、击穿和雪崩
【5月更文挑战第13天】本文讨论了三种常见的缓存问题:穿透、击穿和雪崩。缓存穿透发生时,请求的数据既不在缓存也不在数据库,可能导致数据库崩溃。缓存击穿指数据仅存在于数据库,热点数据的大量未命中请求会压垮数据库。缓存雪崩则是大量缓存在同一时间过期,引发数据库瞬间压力过大。为应对这些问题,需了解Redis部署(如Cluster或Sentinel)、故障恢复策略,以及公司如何保护数据库。解决缓存问题的经验和预防措施是面试中的重要话题。
13 0
【后端面经】【缓存】35|缓存问题:怎么解决缓存穿透、击穿和雪崩问题?---缓存穿透、击穿和雪崩
|
8天前
|
缓存 NoSQL 安全
Redis经典问题:缓存击穿
本文探讨了高并发系统中Redis缓存击穿的问题及其解决方案。缓存击穿指大量请求同一未缓存数据,导致数据库压力过大。为解决此问题,可以采取以下策略:1) 热点数据永不过期,启动时加载并定期异步刷新;2) 写操作加互斥锁,保证并发安全并设置查询失败返回默认值;3) 预期热点数据直接加缓存,系统启动时加载并设定合理过期时间;4) 手动操作热点数据上下线,通过界面控制缓存刷新。这些方法能有效增强系统稳定性和响应速度。
351 0
|
8天前
|
缓存 监控 NoSQL
Redis经典问题:缓存穿透
本文介绍了缓存穿透问题在分布式系统和缓存应用中的严重性,当请求的数据在缓存和数据库都不存在时,可能导致数据库崩溃。为解决此问题,提出了五种策略:接口层增加校验、缓存空值、使用布隆过滤器、数据库查询优化和加强监控报警机制。通过这些方法,可以有效缓解缓存穿透对系统稳定性的影响。
109 3
|
8天前
|
消息中间件 缓存 NoSQL
Redis经典问题:缓存雪崩
本文介绍了Redis缓存雪崩问题及其解决方案。缓存雪崩是指大量缓存同一时间失效,导致请求涌入数据库,可能造成系统崩溃。解决方法包括:1) 使用Redis主从复制和哨兵机制提高高可用性;2) 结合本地ehcache缓存和Hystrix限流降级策略;3) 设置随机过期时间避免同一时刻大量缓存失效;4) 使用缓存标记策略,在标记失效时更新数据缓存;5) 实施多级缓存策略,如一级缓存失效时由二级缓存更新;6) 通过第三方插件如RocketMQ自动更新缓存。这些策略有助于保障系统的稳定运行。
388 1
|
8天前
|
存储 消息中间件 缓存
Redis缓存技术详解
【5月更文挑战第6天】Redis是一款高性能内存数据结构存储系统,常用于缓存、消息队列、分布式锁等场景。其特点包括速度快(全内存存储)、丰富数据类型、持久化、发布/订阅、主从复制和分布式锁。优化策略包括选择合适数据类型、设置过期时间、使用Pipeline、开启持久化、监控调优及使用集群。通过这些手段,Redis能为系统提供高效稳定的服务。
|
3天前
|
缓存 NoSQL 中间件
【后端面经】【缓存】36|Redis 单线程:为什么 Redis 用单线程而 Memcached 用多线程?epoll、poll和select + Reactor模式
【5月更文挑战第19天】`epoll`、`poll`和`select`是Linux下多路复用IO的三种方式。`select`需要主动调用检查文件描述符,而`epoll`能实现回调,即使不调用`epoll_wait`也能处理就绪事件。`poll`与`select`类似,但支持更多文件描述符。面试时,重点讲解`epoll`的高效性和`Reactor`模式,该模式包括一个分发器和多个处理器,用于处理连接和读写事件。Redis采用单线程模型结合`epoll`的Reactor模式,确保高性能。在Redis 6.0后引入多线程,但基本原理保持不变。
21 2
|
4天前
|
缓存 NoSQL Redis
【后端面经】【缓存】36|Redis 单线程:为什么 Redis 用单线程而 Memcached 用多线程?--epoll调用和中断
【5月更文挑战第18天】`epoll`包含红黑树和就绪列表,用于高效管理文件描述符。关键系统调用有3个:`epoll_create()`创建epoll结构,`epoll_ctl()`添加/删除/修改文件描述符,`epoll_wait()`获取就绪文件描述符。`epoll_wait()`可设置超时时间(-1阻塞,0立即返回,正数等待指定时间)。当文件描述符满足条件(如数据到达)时,通过中断机制(如网卡或时钟中断)更新就绪列表,唤醒等待的进程。
32 6