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[導讀]作者:等不到的口琴來源:www.cnblogs.com/Courage129/p/14348720.html擊穿大家都知道,計算機的瓶頸之一就是IO,為了解決內(nèi)存與磁盤速度不匹配的問題,產(chǎn)生了緩存,將一些熱點數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中,隨用隨取,降低連接到數(shù)據(jù)庫的請求鏈接,避免數(shù)據(jù)庫掛掉。需...



擊穿


大家都知道,計算機的瓶頸之一就是IO,為了解決內(nèi)存與磁盤速度不匹配的問題,產(chǎn)生了緩存,將一些熱點數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中,隨用隨取,降低連接到數(shù)據(jù)庫的請求鏈接,避免數(shù)據(jù)庫掛掉。需要注意的是,無論是擊穿還是后面談到的穿透與雪崩,都是在高并發(fā)前提下,當緩存中某一個熱點key失效,


Redis擊穿、穿透、雪崩產(chǎn)生原因以及解決思路


為什么會有擊穿發(fā)生呢?

有兩個主要原因:


Key過期
Key被頁面置換淘汰


對于第一個原因是因為在Redis中,Key有過期時間,如果某一個時刻(假如商城做活動,零點開始)key失效,那么零點之后對某一個商品查詢請求將全都壓到數(shù)據(jù)庫上,導致數(shù)據(jù)庫崩。


對于第二個原因,因為內(nèi)存是有限的,要時時刻刻緩存新的數(shù)據(jù),淘汰舊的數(shù)據(jù),所以在一定的頁面置換策略(常見頁面置換算法圖解)中,淘汰數(shù)據(jù),如果某些商品做活動之前無人問津,勢必會被淘汰。


應對擊穿的處理思路

正常的處理請求如圖:


Redis擊穿、穿透、雪崩產(chǎn)生原因以及解決思路


由于key過期在所難免,高流量來到Redis時,根據(jù)Redis的單線程特性,可以認為任務是在隊列里依次執(zhí)行的,當請求到達Redis發(fā)現(xiàn)Key過期時,進行一個操作:設置鎖


這個流程大概如下:


  1. 請求到達Redis,發(fā)現(xiàn)Redis Key過期,查看有沒有鎖,沒有鎖的話回到隊列后面排隊


  2. 設置鎖,注意,這兒應該是setnx(),而不是set(),因為可能有其他線程已經(jīng)設置鎖了


  3. 獲取鎖,拿到鎖了就去數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù),請求返回后釋放鎖。


Redis擊穿、穿透、雪崩產(chǎn)生原因以及解決思路


但是引出了一個新的問題,如果拿到鎖去拿數(shù)據(jù)的請求然后掛了怎么辦?也就是鎖沒有釋放,其他進程都在等鎖,解決辦法是:


對鎖設置一個過期時間,如果到達了過期時間還沒釋放就自動釋放,問題又來了,鎖掛了好說,但是如果是鎖超時呢?也就是在設定的時間里數(shù)據(jù)沒有取出來,但是鎖由過期了,常見的思路是,鎖過期時間值遞增,但是想想不靠譜,因為第一個請求可能超時,如果后面的也超時呢,接連多次超時之后,鎖過期時間值勢必特別大了,這樣做弊端太多。


另外一個思路是,再開啟一個線程,進行監(jiān)控,如果取數(shù)據(jù)的線程沒有掛的話,就適當延遲鎖的過期時間。


Redis擊穿、穿透、雪崩產(chǎn)生原因以及解決思路


穿透

穿透主要原因是很多請求都在訪問數(shù)據(jù)庫不存在的數(shù)據(jù),例如一個賣書的商城一直被請求查詢茶葉產(chǎn)品,由于Redis緩存主要是用來緩存熱點數(shù)據(jù),對于數(shù)據(jù)庫都不存在的數(shù)據(jù),是沒法緩存的,這種異常流量就會直接到達數(shù)據(jù)庫并且返回"沒有"的查詢結(jié)果。


應對這種請求,處理辦法是對訪問請求加一層過濾器,例如布隆過濾器、增強版布隆過濾器、布谷鳥過濾器,詳情見:Redis布隆過濾器與布谷鳥過濾器


Redis擊穿、穿透、雪崩產(chǎn)生原因以及解決思路


除了布隆過濾器,可以增加一些參數(shù)檢驗,例如數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)id一般都是遞增的,如果請求 id = -10 這種參數(shù),勢必繞過Redis,避免這種情況,可以對用戶真實性檢驗等操作。


雪崩

雪崩,和擊穿類似,不同的是擊穿是一個熱點Key某時刻失效,而雪崩是大量的熱點Key在一瞬間失效,網(wǎng)絡上很多博客都在強調(diào)解決雪崩的策略是隨機過期時間,這個非常不準確,舉個例子,銀行做活動,之前這個利息系數(shù)為2%,過了零點系數(shù)改為3%,這種情況能將用戶的對應的key改為隨機過期嗎?如果用的過去的數(shù)據(jù)叫臟數(shù)據(jù)。


明顯不可以,同樣存錢,你存到年底利息300萬,隔壁才200萬,這不得打架啊,開玩笑~


正確的思路是,首先要看看這個Key過期是不是時點性有關(guān),時點性無關(guān)的話,可以隨機過期時間解決。


如果是時點性有關(guān),例如剛剛說的銀行某一天改變某系數(shù),那么就要利用強依賴擊穿方案,策略是先過去的線程更新一下所有key


Redis擊穿、穿透、雪崩產(chǎn)生原因以及解決思路


在后臺更新熱點key的同時,業(yè)務層將進來的請求延時一下,例如短暫的睡幾毫秒或者秒,給后面的更新熱點key分散壓力。



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