Redis缓存四件套的学习(七)

一、缓存四件套

1.1、缓存预热

1.1.1、什么是缓存预热

缓存预热就是在系统启动前，将数据提前加载到缓存中，这样就可以避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据回写到缓存中

1.1.2、如何实现缓存预热

• 1. 什么都不做，只对数据库操作，利用redis回写机制，逐步将数据库的数据同步到缓存中。-------最好晚上部署完成之后，自己人提前做一次，让数据写回缓存，别把这个问题交给用户。
• 2. 通过中间件或程序自行完成。

1.2、缓存雪崩

1.2.1、什么是缓存雪崩

Redis主机挂了，Redis全盘崩溃；或者Redis中有大量key同时过期失效，导致大量请求直接打到数据库上，引发系统性能急剧下降甚至宕机。

1.2.2、如何解决缓存雪崩

• 1. 设置不同的过期时间，避免同时失效，或者key设置永不过期
• 2. redis集群实现高可用
  • 1. 主从 + 哨兵
  • 2. redis cluster(集群)
  • 3. 开启redis持久化机制aof/rdb，尽快恢复缓存集群
• 3. 多缓存集合预防雪崩（ehcache本地缓存 + redis缓存）
• 4. 限流降级
• 5. 借助外力
     使用成熟的方案：阿里云数据库 ---------经济实力允许

1.3、缓存穿透

1.3.1、什么是缓存穿透

简单说就是：本来无一物，两库都没有，既不在redis中，也不在数据库中，数据库存在被多次暴击的风险。

1.3.2、如何解决缓存穿透

• 1. 缓存空值或缺省值：如果发生了缓存穿透，那么就针对要查询的数据，经过商量后确定一个缺省值(0,defaultNull等)，然后把这个值缓存到redis中，这样下次再查询的时候，就不会穿透到数据库了。
     
     注意： 这种方法只能针对key相同的情况，架不住黑客的恶意攻击(使用不存在的key去查询数据，导致缓存穿透，致使数据库压力过大而宕掉)，所以这种方案只能短暂的应急使用。
• 2. 使用布隆过滤器：布隆过滤器可以判断某个key是否存在，如果不存在，那么就直接返回，不会穿透到数据库中。布隆过滤器可以永久使用，但是需要提前将数据加载到布隆过滤器中。
     
     开源布隆过滤器：
  • Guava地址（Java实现）：https://github.com/google/guava
    
  • Bloom++(C++实现)：https://github.com/ArashPartow/bloom --------作者已经很久没更新了，但是可以参考，后续花点时间参考下，融入到自己写的布隆过滤器中。
    

1.4、缓存击穿

1.4.1、什么是缓存击穿

简单说就是，热点key突然失效了，导致大量请求暴击数据库。

1.4.2、如何解决缓存击穿

核心思路：避免热点key失效

• 1. 热点key为什么会失效？
  • 1. key过期，自然就失效
  • 2. delete key时，旧key未完全删除完毕，新key也没完全替代上去，刚巧又被访问
• 2. 解决方案：
  • 1. 差异失效时间，对于访问频繁的key，不设置过期时间
  • 2. 互斥更新，采用双检加锁策略

1.5、总结

缓存问题	产生原因	解决方案
缓存不一致	同步更新或异步更新失败	增加重试、补偿任务，达到最终一致
缓存预热	未将数据提前加载到缓存中	利用回写机制自己跑一遍或者利用中间件自动定时更新
缓存雪崩	缓存挂掉	快速失败熔断、主从+哨兵模式、集群模式等
缓存穿透	缓存和数据库中都没有key，容易被恶意攻击	缓存空值或缺省值、布隆过滤器
缓存击穿	热点key失效	差异失效时间、互斥更新

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