分布式緩存是網(wǎng)站服務(wù)端經(jīng)常用到的一種技術(shù)，在讀多寫(xiě)少的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，通過(guò)使用緩存可以有效地支撐高并發(fā)的訪(fǎng)問(wèn)量，對(duì)后端的數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)源做到很好地保護(hù)?，F(xiàn)在市面上有很多分布式緩存，比如Redis、Memcached以及阿里的Tair等，不管我們使用的哪種緩存產(chǎn)品，基本上都會(huì)遇到緩存擊穿、緩存失效以及熱點(diǎn)key的問(wèn)題。如何有效地防止這些問(wèn)題，也是我們?cè)谙硎芫彺鎺?lái)的紅利地同時(shí)，必須要解決地難題。
通常我們?cè)谑褂镁彺鏁r(shí)候都是先檢查緩存中是否存在，如果存在直接返回緩存內(nèi)容，如果不存在就直接查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)然后再緩存查詢(xún)結(jié)果返回，例如下圖所示，
緩存擊穿：
查詢(xún)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中不存在的數(shù)據(jù)，比如商品詳情，查詢(xún)一個(gè)不存在的ID，每次都會(huì)訪(fǎng)問(wèn)DB，如果有人惡意破壞，很可能直接對(duì)DB造成過(guò)大地壓力。
緩存擊穿的解決方案：
當(dāng)通過(guò)某一個(gè)key去查詢(xún)數(shù)據(jù)的時(shí)候，如果對(duì)應(yīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)都不存在，我們將此key對(duì)應(yīng)的value設(shè)置為一個(gè)默認(rèn)的值，比如“NULL”，并設(shè)置一個(gè)緩存的失效時(shí)間，這時(shí)在緩存失效之前，所有通過(guò)此key的訪(fǎng)問(wèn)都被緩存擋住了。后面如果此key對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在DB中存在時(shí)，緩存失效之后，通過(guò)此key再去訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，就能拿到新的value了。
緩存失效：
在高并發(fā)的環(huán)境下，如果此時(shí)key對(duì)應(yīng)的緩存失效，此時(shí)有多個(gè)進(jìn)程就會(huì)去同時(shí)去查詢(xún)DB，然后再去同時(shí)設(shè)置緩存。這個(gè)時(shí)候如果這個(gè)key是系統(tǒng)中的熱點(diǎn)key或者同時(shí)失效的數(shù)量比較多時(shí)，DB訪(fǎng)問(wèn)量會(huì)瞬間增大，造成過(guò)大的壓力。
緩存失效的解決方案：
- 將系統(tǒng)中key的緩存失效時(shí)間均勻地錯(cuò)開(kāi)，防止統(tǒng)一時(shí)間點(diǎn)有大量的key對(duì)應(yīng)的緩存失效；
- 重新設(shè)計(jì)緩存的使用方式，當(dāng)我們通過(guò)key去查詢(xún)數(shù)據(jù)時(shí)，首先查詢(xún)緩存，如果此時(shí)緩存中查詢(xún)不到，就通過(guò)分布式鎖進(jìn)行加鎖，取得鎖的進(jìn)程查DB并設(shè)置緩存，然后解鎖；其他進(jìn)程如果發(fā)現(xiàn)有鎖就等待，然后等解鎖后返回緩存數(shù)據(jù)或者再次查詢(xún)DB。
熱點(diǎn)key：
緩存中的某些Key(可能對(duì)應(yīng)用與某個(gè)促銷(xiāo)商品)對(duì)應(yīng)的value存儲(chǔ)在集群中一臺(tái)機(jī)器，使得所有流量涌向同一機(jī)器，成為系統(tǒng)的瓶頸，該問(wèn)題的挑戰(zhàn)在于它無(wú)法通過(guò)增加機(jī)器容量來(lái)解決。
熱點(diǎn)key的解決方案：
- 客戶(hù)端熱點(diǎn)key緩存：將熱點(diǎn)key對(duì)應(yīng)value并緩存在客戶(hù)端本地，并且設(shè)置一個(gè)失效時(shí)間。對(duì)于每次讀請(qǐng)求，將首先檢查key是否存在于本地緩存中，如果存在則直接返回，如果不存在再去訪(fǎng)問(wèn)分布式緩存的機(jī)器。
- 將熱點(diǎn)key分散為多個(gè)子key，然后存儲(chǔ)到緩存集群的不同機(jī)器上，這些子key對(duì)應(yīng)的value都和熱點(diǎn)key是一樣的。當(dāng)通過(guò)熱點(diǎn)key去查詢(xún)數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)某種hash算法隨機(jī)選擇一個(gè)子key，然后再去訪(fǎng)問(wèn)緩存機(jī)器，將熱點(diǎn)分散到了多個(gè)子key上。
