缓存穿透是指在高并发访问下,一个不存在于缓存和数据库中的key,会不断地被请求,导致所有的请求都落到数据库上,造成数据库压力过大,性能降低甚至崩溃。
缓存穿透通常是因为缓存中的key缺失而引起的。攻击方可以通过故意访问不存在的key来触发缓存穿透,进而导致数据库访问压力过大。攻击者可能使用一些快速扫描的工具,不断地发起请求,直到发现存在不存在于缓存和数据库中的key。
为了避免缓存穿透,我们可以考虑以下措施:
- 布隆过滤器:使用布隆过滤器可以快速判断一个key是否存在于缓存中,从而避免不必要的访问数据库。布隆过滤器是一种可以快速判断某个元素是否存在于集合中的数据结构,可以快速地过滤掉一些肯定不存在的key。但是,布隆过滤器对于已经存在的key,也会有一定的错误率,因此需要权衡错误率和文件大小。
- 缓存空对象:如果某些key在数据库中确实不存在,可以在缓存中存储这些key的空对象。这样,在缓存中就能知道这些key不存在,下一次请求针对这些key的访问就会被快速地返回一个空对象,而不是继续访问数据库。
- 限流/熔断:对于大量请求的情况,可以采用限流或者熔断来缓解流量压力。限流可以通过限制请求的速率或者请求的总量来达到限制流量的目的。熔断则是在出现大量错误请求的情况下,及时断开服务,从而保证后面的请求不再访问故障的服务。
- 数据预热:定期缓存一些热点数据,从而避免可能出现的大量请求对数据库造成的压力。
综上所述,针对缓存穿透问题,需要采取多重手段进行应对。不同的应用场景和数据特点都可能需要采取不同的手段。
总之,要避免缓存穿透,需要在系统设计、缓存策略、访问控制等方面都做出相应的规划和优化,从而提高系统的稳定性和性能。