缓存雪崩、击穿、穿透

    怎么理解缓存雪崩？

 

    举个简单的例子：如果所有首页的Key失效时间都是12个小时，中午13点刷新的，我零点有个秒杀活动大量用户涌入，假设当时每秒6000个请求，本来缓存在可以抗住每秒5000个请求，但是缓存当时所有的Key都失效了。此时1秒6000个请求全部落数据库，数据库必然扛不住，它会报警一下，真实情况可能DBA都没反应过来就直接挂了。此时，如果没有什么特别的方案来处理这个故障，DBA很着急，重启数据库，但是数据库立马又被新的流量给打死了。

 

    怎么处理缓存雪崩？

 

    处理缓存雪崩简单，在批量往Redis存数据的时候，把每个Key的实效时间都加上一个随机值就好了，这样可以保证数据不会在同一时间大面积实效。

 

    setRedis（Key，value，time + Math.random（）* 10000）

 

    如果Redis是集群部署，将热点数据均匀分布在不同的redis库中也能避免全部失效的问题。

 

    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（比如运营更新了首页商品，那你刷新下缓存就完事，不要设置过期时间）。

 

    怎么理解缓存穿透？

 

    缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，我们的数据库的id都是1开始自增上去的，如发起id为-1的数据或id为特别大不存在的数据。这时的用户可能是攻击者，攻击会导致数据库压力过大，严重会击垮数据库。

 

    像这种你如果不对参数做校验，数据库id都是大于0的，我一直用小于0的参数请求，每次都能绕开Redis直接打到数据库，数据库也查不到，每次都这样，并发高点就容易崩掉了。

 

    1、缓存穿透在接口层增加校验，比如用户鉴权校验，参数做校验，不合法的参数直接Return。

 

    2、从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将对应的Key的value写为null、未知错误、稍后重试这样的值，具体取啥问产品或者看具体的场景，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也无法使用）。

 

    3、布隆过滤器，对于恶意攻击，向服务器请求大量不存在的数据造成的数据穿透，还可以使用布隆过滤器先做一次过滤，对于不存在的数据布隆过滤器一般都能够过滤掉，不让请求再往后端发送。当布隆过滤器说某个值存在时，这个值可能不存在，当它说不存在时，那就肯定不存在。

 

    4、这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击，但是我们要知道正常用户是不会在单秒内发起这么多请求的，那网关层nginx也记得有配置项，可以让运维对单个IP每秒访问次数超出阈值的IP都拉黑。

 

    怎么理解缓存击穿？

 

    至于缓存击穿嘛，这个跟缓存雪崩有点像，但是又有一点不一样，缓存雪崩是因为大面积的缓存失效，打崩了DB，而缓存击穿是指一个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，直接请求数据库，就像在一个完好无损的桶上凿开了一个洞。

 

    缓存击穿的话，设置热点数据永不过期，或者加上互斥锁就能搞定。