缓存穿透和缓存失效的预防和解决

原文

缓存穿透:

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,由于缓存是不命中时被动写的,并且出于容错考虑,如果从存储层查不到数据则不写入缓存,

这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询,如果有人恶意破坏,很可能直接对DB造成影响,这就失去了缓存的意义。

解决办法:

对所有可能查询的参数以hash形式存储,在控制层先进行校验,不符合则丢弃。还有最常见的则是采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中,一个一

定不存在的数据会被这个bitmap拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力。或者也可以采用一个更为简单粗暴的方法,如果一个查询返回的数据为空(不管是数 据不存在,

还是系统故障),我们仍然把这个空结果进行缓存,但它的过期时间会很短,最长不超过五分钟。

缓存失效:

如果缓存集中在一段时间内失效,DB的压力凸显。这个没有完美解决办法,但可以分析用户行为,尽量让失效时间点均匀分布。大多数系统设计者考虑用加锁或者队列的方式保证缓存的单线程(进程)写,从而避免失效时大量的并发请求落到底层存储系统上。

当发生大量的缓存穿透,例如对某个失效的缓存的大并发访问就造成了缓存雪崩。

缓存失效时的雪崩效应对底层系统的冲击非常大,这时候可以使用双缓存机制,在工作缓存之外另外维护一层灾备缓存。

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