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',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',60);
//设置备用缓存,失效时间设置长点
$redis->set('article_content_backup_2',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',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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