這篇文章主要講解了解決redis緩存及熱點(diǎn)key問題，內(nèi)容清晰明了，對(duì)此有興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下，相信大家閱讀完之后會(huì)有幫助。

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今天又學(xué)到了很多，感覺雪崩和穿透很有意思理解起來也比較清晰，然后我搜索了一些資料，給自己做一個(gè)普及

我們通常使用 緩存 + 過期時(shí)間的策略來幫助我們加速接口的訪問速度，減少了后端負(fù)載，同時(shí)保證功能的更新

緩存穿透

緩存系統(tǒng)，按照KEY去查詢VALUE,當(dāng)KEY對(duì)應(yīng)的VALUE一定不存在的時(shí)候并對(duì)KEY并發(fā)請(qǐng)求量很大的時(shí)候，就會(huì)對(duì)后端造成很大的壓力。

（查詢一個(gè)必然不存在的數(shù)據(jù)。比如文章表，查詢一個(gè)不存在的id，每次都會(huì)訪問DB，如果有人惡意破壞，很可能直接對(duì)DB造成影響。）

由于緩存不命中，每次都要查詢持久層。從而失去緩存的意義。

解決方法：

1、緩存層緩存空值。

–緩存太多空值，占用更多空間。（優(yōu)化：給個(gè)空值過期時(shí)間）
–存儲(chǔ)層更新代碼了，緩存層還是空值。（優(yōu)化：后臺(tái)設(shè)置時(shí)主動(dòng)刪除空值，并緩存把值進(jìn)去）

2、將數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的查詢條件，放到布隆過濾器中。當(dāng)一個(gè)查詢請(qǐng)求來臨的時(shí)候，先經(jīng)過布隆過濾器進(jìn)行檢查，如果請(qǐng)求存在這個(gè)條件中，那么繼續(xù)執(zhí)行，如果不在，直接丟棄。

備注：

比如數(shù)據(jù)庫(kù)中有10000個(gè)條件，那么布隆過濾器的容量size設(shè)置的要稍微比10000大一些，比如12000.

對(duì)于誤判率的設(shè)置，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目，以及硬件設(shè)施來具體決定。但是一定不能設(shè)置為0，并且誤判率設(shè)置的越小，哈希函數(shù)跟數(shù)組長(zhǎng)度都會(huì)更多跟更長(zhǎng)，那么對(duì)硬件，內(nèi)存中間的要求就會(huì)相應(yīng)的高。

private static BloomFilter bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.integerFunnel(), size, 0.0001);

有了size跟誤判率，那么布隆過濾器就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的哈希函數(shù)跟數(shù)組。

綜上：我們可以利用布隆過濾器，將redis緩存擊穿控制在一個(gè)可容忍的范圍內(nèi)。

緩存雪崩（緩存失效）

如果緩存集中在一段時(shí)間內(nèi)失效，發(fā)生大量的緩存穿透，所有的查詢都落在數(shù)據(jù)庫(kù)上，造成了緩存雪崩。

緩存層宕掉后，流量會(huì)像奔逃的野牛一樣，打向后端存儲(chǔ)

解決方法：

• 在緩存失效后，通過加鎖或者隊(duì)列來控制讀數(shù)據(jù)庫(kù)寫緩存的線程數(shù)量。比如對(duì)某個(gè)key只允許一個(gè)線程查詢數(shù)據(jù)和寫緩存，其他線程等待。
• 可以通過緩存reload機(jī)制，預(yù)先去更新緩存，再即將發(fā)生大并發(fā)訪問前手動(dòng)觸發(fā)加載緩存
• 不同的key，設(shè)置不同的過期時(shí)間，讓緩存失效的時(shí)間點(diǎn)盡量均勻
• 做二級(jí)緩存，或者雙緩存策略。A1為原始緩存，A2為拷貝緩存，A1失效時(shí)，可以訪問A2，A1緩存失效時(shí)間設(shè)置為短期，A2設(shè)置為長(zhǎng)期。
   

熱點(diǎn)key

(1) 這個(gè)key是一個(gè)熱點(diǎn)key（例如一個(gè)重要的新聞，一個(gè)熱門的八卦新聞等等），所以這種key訪問量可能非常大。

(2) 緩存的構(gòu)建是需要一定時(shí)間的。（可能是一個(gè)復(fù)雜計(jì)算，例如復(fù)雜的sql、多次IO、多個(gè)依賴(各種接口)等等）

于是就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)致命問題：在緩存失效的瞬間，有大量線程來構(gòu)建緩存（見下圖），造成后端負(fù)載加大，甚至可能會(huì)讓系統(tǒng)崩潰 。

解決方法：

1. 使用互斥鎖(mutex key):這種解決方案思路比較簡(jiǎn)單，就是只讓一個(gè)線程構(gòu)建緩存，其他線程等待構(gòu)建緩存的線程執(zhí)行完，重新從緩存獲取數(shù)據(jù)就可以了

2. "提前"使用互斥鎖(mutex key)：在value內(nèi)部設(shè)置1個(gè)超時(shí)值(timeout1), timeout1比實(shí)際的memcache timeout(timeout2)小。當(dāng)從cache讀取到timeout1發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)過期時(shí)候，馬上延長(zhǎng)timeout1并重新設(shè)置到cache。然后再?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)加載數(shù)據(jù)并設(shè)置到cache中。

3. "永遠(yuǎn)不過期"：

這里的“永遠(yuǎn)不過期”包含兩層意思：

(1) 從redis上看，確實(shí)沒有設(shè)置過期時(shí)間，這就保證了，不會(huì)出現(xiàn)熱點(diǎn)key過期問題，也就是“物理”不過期。

(2) 從功能上看，如果不過期，那不就成靜態(tài)的了嗎？所以我們把過期時(shí)間存在key對(duì)應(yīng)的value里，如果發(fā)現(xiàn)要過期了，通過一個(gè)后臺(tái)的異步線程進(jìn)行緩存的構(gòu)建，也就是“邏輯”過期

4. 資源保護(hù)：可以做資源的隔離保護(hù)主線程池，如果把這個(gè)應(yīng)用到緩存的構(gòu)建也未嘗不可。

四種方案對(duì)比：

作為一個(gè)并發(fā)量較大的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，我們的目標(biāo)有3個(gè):

1. 加快用戶訪問速度，提高用戶體驗(yàn)。

2. 降低后端負(fù)載，保證系統(tǒng)平穩(wěn)。

3. 保證數(shù)據(jù)“盡可能”及時(shí)更新(要不要完全一致，取決于業(yè)務(wù)，而不是技術(shù)。)

所以第二節(jié)中提到的四種方法，可以做如下比較，還是那就話：沒有最好，只有最合適。

總結(jié)

1. 熱點(diǎn)key + 過期時(shí)間 + 復(fù)雜的構(gòu)建緩存過程 => mutex key問題

2. 構(gòu)建緩存一個(gè)線程做就可以了。

3. 四種解決方案：沒有最佳只有最合適。

看完上述內(nèi)容，是不是對(duì)解決Redis緩存及熱點(diǎn)key問題有進(jìn)一步的了解，如果還想學(xué)習(xí)更多內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。