Redis的数据穿透、数据击穿与数据雪崩
创始人
2025-05-29 17:45:43

Redis作为目前使用最广泛的缓存,相信大家都不陌生。但是使用缓存并没有这么简单,还要考虑缓存雪崩,缓存击穿,缓存穿透的问题,什么是缓存雪崩,击穿,穿透呢,出现这些问题又怎么解决呢,接下来学习一下吧。


数据穿透

Tips:Redis和数据库均无所要查询数据

当 Redis 和数据库中都没有我们想要的数据时,就需要考虑缓存穿透的问题了。

一般情况下我们会先去 Redis 中查找某资源,Redis 中查不到就去数据库中查,如果在数据库中依然不存在该数据,那么有可能会有人使用大量该数据查询请求攻击数据库,容易造成数据库宕机,这些请求像“穿透”了缓存一样直接打在数据库上,这种现象就叫做缓存穿透。

解决方法

1、缓存空结果

如果系统发现 Redis 及 DB 中都不存在该资源,就缓存空结果一段时间。需要注意哈,这次的失效时间不能设置的太长,否则数据的实效性会产生很大的问题。

2、用户合法性校验

对用户的请求合法性进行校验,拦截恶意重复请求。

3、布隆过滤器

看到这个名词不要慌。简单来说布隆过滤器的用途就是帮助你判断某个值是否存在。举个例子来看下:假设我们现在有一个长度为 9 的 bit 数组,该数组的每个位置上只能保存 1 或者 0,1 标识该位置被占用,0 标识该位置未被使用。

对于 key1,我们借助三个 Hash 函数分别对其哈希运算。

再将得到的这三个哈希值对 9 求模。

最后将这三个模值落入到 bit 数组上。

key2、key3 按照同样的方式再处理一遍。

 

 最后,我们会发现这个 bit 数组里只有位置 3 还是空着的。如果此时来了一个新的 key4 通过三个Hash算法求出的哈希值为 1、2、3,我们则可以断定 key4 一定不存在。

 布隆过滤器的原理还是比较简单的。这里我们需要注意,布隆过滤器可能存在一定误判的可能性,但它依然可以帮助你拦截掉大部分一定不存在的数据。


数据击穿

Tips:Redis key缓存过期,大量数据查询打在数据库上

缓存击穿,就是说某个 key 非常热点,访问非常频繁,处于集中式高并发访问的情况,当这个 key 在失效的瞬间,大量的请求就击穿了缓存,直接请求数据库,就像是在一道屏障上凿开了一个洞。

解决方法

1、热点数据永远不过期

比如我们可以将某个 key 的缓存时间设置为 25 小时,然后后台有个 JOB 每隔 24 小时就去批量刷新一下热点数据。就可以解决这个问题了。

2、使用互斥锁

使用互斥锁。如果缓存失效的情况,只有拿到锁才可以查询数据库,降低了在同一时刻打在数据库上的请求,防止数据库打死。当然这样会导致系统的性能变差。


数据雪崩

Tips:Redis 大量keys失效/Redis集群宕机,导致大量数据直接打到数据库

数据雪崩和数据击穿很相似,只是有更多的key失效

解决方法

1)设置失效时间。批量往 Redis 存数据的时候,把每个 Key 的失效时间都加个随机值就好了,这样可以保证数据不会再同一时间大面积失效;

2)热点数据均匀分布。如果 Redis 是集群部署,将热点数据均匀分布在不同的 Redis 库中也能避免全部失效。

3)取消设置热点数据有一个失效时间,用更新缓存代替。或者设置热点数据永不过期,有更新操作就更新缓存就好了(比如运维更新了首页商品,那你刷下缓存就好了,不要设置过期时间),电商首页的数据也可以用这个操作,保险。

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