【redis】redis应用场景,缓存的各种问题

如果你还不知道redis的基本命令与基本使用方法,请看 

缓存

redis还有另外一个重要的应用领域——缓存

引用来自网友的图解释缓存在架构中的位置

默认情况下,我们的服务架构如下图,客户端请求service,然后service去读取mysql数据库

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问题存在于,数据库性能不够用,数据库是整个架构中最重要的一个环节,它在高并发,高写入频次的时候非常容易崩掉,这是一般的数据库本身的特性所决定的,它们的架构模式注定了不可以承受较大的并发量,所以就有了缓存:

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service与高速的缓存进行交互,如果缓存中有数据直接返回客户端,如果没有才会从MySql中去查询。减小数据库的压力,提升效率,避免宕机。

例如上面章节提到的,超卖问题,有可能瞬间的流量高达上万,我们不可能把这些请求都响应到数据库上,这样速度慢不说,还随时可能宕机。

提到缓存,就不得不说下面的四大缓存名场面,几乎是做缓存必须面对的问题。

缓存击穿

想象一个场景,现在在一个xx办事大厅

张三、李四、王五、赵六、钱钱、刘八、陈九 七个人正在排队

办事处有一个窗口,有一些自动业务机,窗口里面的同志一下子只能接待一个人,而自动业务机因为速度很快可以很快接待很多人。

现在,突然、自动业务机都坏了... 所有人都排到了窗口,这下忙死了窗口里面的同志,直接撂挑子不干了!

这个例子中,自动业务机就像是缓存,起了一个缓冲的作用,业务员就像是数据库,处理能力比自动机器慢,而且很容易炸毛。

缓存击穿就是这样,当某个缓存故障、或者在高峰期缓存突然无效了,就会导致所有请求都跑到数据库去排队,就造成了缓存击穿。

 

缓存相当于给数据库加了一层保护能量罩,敌人进来的时候如果某个地方没有能量,那么如果这个地方的敌人特别多,就会导致缓存击穿。当从缓存中查询不到我们需要的数据就要去数据库中查询了。如果被黑客利用,或者高峰流量,频繁去访问缓存中没有的数据,那么缓存就失去了存在的意义,瞬间所有请求的压力都落在了数据库上,这样会导致数据库连接异常。

解决方案:

后台设置定时任务,主动的去更新缓存数据。这种方案容易理解,就是在自动业务机旁边加了一个维护员,坏了赶紧修好,但是机器多了就比较复杂,维护员不一定能搞得定,当key比较分散的时候,操作起来还是比较复杂的

分级缓存。什么意思呢,就是放两台业务机器,平时用第一台,第一台坏了马上用第二台,用第二台的时候修第一台,设置两层缓存保护层,1级缓存失效时间短,2级缓存失效时间长。有请求过来优先从1级缓存中去查找,如果在1级缓存中没有找到相应数据,则对该线程进行加锁,这个线程再从数据库中取到数据,更新至1级和2级缓存。其他线程则直接从2级线程中获取

缓存穿透

缓存穿透本质上和缓存击穿所面临的问题一样,大量请求落到数据库中。

但是出发点略有不用,缓存穿透的问题是,在高并发下,查询一个不存在的值时,缓存不会被命中,导致大量请求直接落到数据库上,如活动系统里面查询一个不存在的活动。

也就是说,缓存击穿是当数据是存在的,但没有被缓存到,而缓存穿透是去访问根本不存在的值。想象一个场景,黑客截取了一个已经过期的活动的数据接口,然后不断的去请求它,这时候有可能因为这个活动本身已经过期了,缓存不会命中,请求就全部落地到数据库了,这时候就造成了缓存穿透。

缓存穿透的问题解决方案也有很多

直接缓存NULL值

这个比较容易理解,就算是没数据我也缓存一下,你下次过来命中的是空数据。

这种方法需要特别注意,为空的值不能缓存的太久,否则有可能在真的有数据的时候影响了业务正常流程。

布隆过滤器

什么是布隆过滤器

布隆过滤器判断一个值不存在,那么这个值100%不存在

布隆过滤器判断一个值存在,这个值90%是存在的

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