redis缓存雪崩,缓存穿透,缓存击穿的解决方法
一、缓存雪崩
缓存雪崩表示在某一时间段,缓存集中失效,导致请求全部走数据库,有可能搞垮数据库,使整个服务瘫痪。
使缓存集中失效的原因:
1、redis服务器挂掉了。
2、对缓存数据设置了相同的过期时间,导致某时间段内缓存集中失效。
如何解决缓存集中失效:
1、针对原因1,可以实现redis的高可用,Redis Cluster 或者 Redis Sentinel(哨兵) 等方案。
2、针对原因2,设置缓存过期时间时加上一个随机值,避免缓存在同一时间过期。
- <?php
- $redis = new Redis();
- $redis->connect('127.0.0.1', 6379, 60);
- $redis->auth('');
- //设置过期时间加上一个随机值
- $redis->set('article_content_1', '文章内容', 60 + mt_rand(1, 60));
- $redis->set('article_content_2', '文章内容', 60 + mt_rand(1, 60));
3、使用双缓存策略,设置两个缓存,原始缓存和备用缓存,原始缓存失效时,访问备用缓存,备用缓存失效时间设置长点。
- //原始缓存
- $redis->set('article_content_2', '文章内容', 60);
- //设置备用缓存,失效时间设置长点
- $redis->set('article_content_backup_2', '文章内容', 1800);
二、缓存穿透
缓存穿透表示查询一个一定不存在的数据,由于没有获取到缓存,所以没写入缓存,导致这个不存在的数据每次都需要去数据库查询,失去了缓存的意义。
请求的数据大量的没有获取到缓存,导致走数据库,有可能搞垮数据库,使整个服务瘫痪。
比如文章表,一般我们的主键ID都是无符号的自增类型,有些人想要搞垮你的数据库,每次请求都用负数ID,而ID为负数的记录在数据库根本就没有。
解决方案:
1、对于像ID为负数的非法请求直接过滤掉,采用布隆过滤器(Bloom Filter)。
2、针对在数据库中找不到记录的,我们仍然将该空数据存入缓存中,当然一般会设置一个较短的过期时间。
- //设置文章ID为-10000的缓存为空
- $id = -10000;
- $redis->set('article_content_' . $id, '', 60);
- var_dump($redis->get('article_content_' . $id));
三、缓存击穿
缓存击穿表示某个key的缓存非常热门,有很高的并发一直在访问,如果该缓存失效,那同时会走数据库,压垮数据库。
缓存击穿与缓存雪崩的区别是这里针对的是某一热门key缓存,而雪崩针对的是大量缓存的集中失效。
解决方案:
1、让该热门key的缓存永不过期。
2、使用互斥锁,通过redis的setnx实现互斥锁。
- <?php
- function getRedis()
- {
- $redis = new Redis();
- $redis->connect('127.0.0.1', 6379, 60);
- return $redis;
- }
- //加锁
- function lock($key, $random)
- {
- $redis = getRedis();
- //设置锁的超时时间,避免释放锁失败,del()操作失败,产生死锁。
- $ret = $redis->set($key, $random, ['nx', 'ex' => 3 * 60]);
- return $ret;
- }
- //解锁
- function unLock($key, $random)
- {
- $redis = getRedis();
- //这里的随机数作用是,防止更新缓存操作时间过长,超过了锁的有效时间,导致其他请求拿到了锁。
- //但上一个请求更新缓存完毕后,如果不加判断直接删除锁,就会误删其他请求创建的锁。
- if ($redis->get($key) == $random) {
- $redis->del($key);
- }
- }
- //从缓存中获取文章数据
- function getArticleInCache($id)
- {
- $redis = getRedis();
- $key = 'article_content_' . $id;
- $ret = $redis->get($key);
- if ($ret === false) {
- //生成锁的key
- $lockKey = $key . '_lock';
- //生成随机数,用于设置锁的值,后面释放锁时会用到
- $random = mt_rand();
- //拿到互斥锁
- if (lock($lockKey, $random)) {
- //这里是伪代码,表示从数据库中获取文章数据
- $value = $db->getArticle($id);
- //更新缓存,过期时间可以根据情况自已调整
- $redis->set($key, $value, 2 * 60);
- //释放锁
- unLock($lockKey, $random);
- } else {
- //等待200毫秒,然后重新获取缓存值,让其他获取到锁的进程取得数据并设置缓存
- usleep(200);
- getArticleInCache($id);
- }
- } else {
- return $ret;
- }
- }
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