Redis 如何有效防止缓存穿透、击穿和雪崩问题？

Question

Redis怎么解决缓存穿透、击穿、雪崩

想看看大佬是怎么解决的

Answer 1

点击这里查看解决办法。

Answer 2

1. 查询不存在的数据做空对象缓存
2. null 的key需要检查，如果是就直接返回
3. 特别大的流量系统，通常会做二级缓存，本地缓存不存在再去查询redis

Answer 3

这个问题的本质还是大量请求直接访问到了数据库；可以从提高缓存的命中率，时效性等方面着手。

Answer 4

缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩的解决方案：

缓存穿透

问题描述：缓存和数据库中都没有的数据被频繁请求，导致每次请求都要访问数据库，增加数据库负载。
例子： 假设有一个用户请求一个不存在的商品ID（如ID为9999的商品），每次请求都会直接查询数据库。
解决方案：

1. 布隆过滤器：

   • 在请求到达缓存之前，先通过布隆过滤器检查ID是否存在。如果布隆过滤器判断ID 9999不存在，则直接返回空结果，避免查询数据库。
   • 优点：占用空间小，判断效率高。
   • 缺点：存在误判的可能，但可以通过增加哈希函数和布隆过滤器的大小降低误判率。

2. 缓存空对象：

   • 如果查询ID 9999的商品结果为空，将这个空结果缓存一段时间（如5分钟），下次请求ID 9999时直接返回缓存的空结果。
   • 优点：简单易实现，能有效减少数据库访问压力。
   • 缺点：需要合理设置空结果的过期时间，以避免长期缓存无效数据。

缓存击穿

问题描述：缓存中没有但数据库中有的数据被频繁请求，通常是因为缓存过期，导致大量请求同时访问数据库。
例子： 某个热门商品（如ID为1001的商品）缓存突然失效，导致大量用户同时请求该商品，直接访问数据库。
解决方案：

1. 互斥锁：

   • 当缓存失效时，第一个请求获取互斥锁，其他请求等待。第一个请求从数据库获取数据并更新缓存后，释放锁，其他请求再从缓存获取数据。
   • 优点：能有效防止缓存击穿。
   • 缺点：会增加系统开销，可能影响性能。

2. 逻辑过期：

   • 设置商品ID 1001的缓存逻辑过期时间为10分钟，实际过期时间为15分钟。在逻辑过期时间内，返回旧数据并异步更新缓存。
   • 优点：用户可以持续访问旧数据，避免缓存击穿问题。
   • 缺点：实现较为复杂，需处理异步更新的可靠性问题。

缓存雪崩

问题描述：大量缓存同时失效，导致大量请求直接访问数据库，可能导致数据库崩溃。
例子： 假设在某个时间点，大量商品缓存同时失效（如午夜时分所有商品缓存都设置为24小时过期），导致大量请求直接访问数据库。
解决方案：

1. 设置不同的过期时间：

   • 为每个商品缓存设置不同的过期时间（如商品ID 1001的缓存过期时间为23小时，ID 1002的为25小时），避免同时失效。
   • 优点：简单有效，能分散缓存过期时间。
   • 缺点：需合理设置过期时间的范围。

2. 多级缓存：

   • 在本地缓存和分布式缓存之间设置多级缓存，用户请求先访问本地缓存，再访问分布式缓存，最后才访问数据库。
   • 优点：提高系统的容错性和可用性。
   • 缺点：需要额外管理本地缓存与分布式缓存的一致性。

3. 限流和降级：

   • 在高并发情况下，限制请求速率，并在必要时返回默认数据或提示用户稍后再试。
   • 优点：能有效减少对数据库的瞬时压力，保证系统稳定。
   • 缺点：需要合理的限流策略和降级方案。