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快取穿透、快取擊穿、快取雪崩區別和解決方案

一、快取處理流程

      前臺請求,後臺先從快取中取資料,取到直接返回結果,取不到時從資料庫中取,資料庫取到更新快取,並返回結果,資料庫也沒取到,那直接返回空結果。

      

二、快取穿透

       描述:

       快取穿透是指快取和資料庫中都沒有的資料,而使用者不斷髮起請求,如發起為id為“-1”的資料或id為特別大不存在的資料。這時的使用者很可能是攻擊者,攻擊會導致資料庫壓力過大。

      解決方案:

  1. 介面層增加校驗,如使用者鑑權校驗,id做基礎校驗,id<=0的直接攔截;
  2. 從快取取不到的資料,在資料庫中也沒有取到,這時也可以將key-value對寫為key-null,快取有效時間可以設定短點,如30秒(設定太長會導致正常情況也沒法使用)。這樣可以防止攻擊使用者反覆用同一個id暴力攻擊

三、快取擊穿

      描述:

      快取擊穿是指快取中沒有但資料庫中有的資料(一般是快取時間到期),這時由於併發使用者特別多,同時讀快取沒讀到資料,又同時去資料庫去取資料,引起資料庫壓力瞬間增大,造成過大壓力

      解決方案:

  1. 設定熱點資料永遠不過期。
  2. 加互斥鎖,互斥鎖參考程式碼如下:

         

          說明:

          1)快取中有資料,直接走上述程式碼13行後就返回結果了

         2)快取中沒有資料,第1個進入的執行緒,獲取鎖並從資料庫去取資料,沒釋放鎖之前,其他並行進入的執行緒會等待100ms,再重新去快取取資料。這樣就防止都去資料庫重複取資料,重複往快取中更新資料情況出現。

          3)當然這是簡化處理,理論上如果能根據key值加鎖就更好了,就是執行緒A從資料庫取key1的資料並不妨礙執行緒B取key2的資料,上面程式碼明顯做不到這點。

四、快取雪崩

      描述:

      快取雪崩是指快取中資料大批量到過期時間,而查詢資料量巨大,引起資料庫壓力過大甚至down機。和快取擊穿不同的是,        快取擊穿指併發查同一條資料,快取雪崩是不同資料都過期了,很多資料都查不到從而查資料庫。

     解決方案

  1. 快取資料的過期時間設定隨機,防止同一時間大量資料過期現象發生。
  2. 如果快取資料庫是分散式部署,將熱點資料均勻分佈在不同搞得快取資料庫中。
  3. 設定熱點資料永遠不過期。