前台请求,后台先从缓存中取数据,取到直接返回结果,取不到时从数据库中取,数据库取到更新缓存,并返回结果,数据库也没取到,那直接返回空结果。
二、缓存穿透描述: 缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据。正常的使用缓存流程大致是,数据查询先进行缓存查询,如果key不存在或者key已经过期,再对数据库进行查询,并把查询到的对象,放进缓存。如果数据库查询对象为空,则不放进缓存。如攻击者发起id为“-1”的数据或id为特别大等不存在的数据
解决方案:
1 过滤器
1)控制层代码校验:如用户鉴权校验,id基础校验,id不规范的的直接拦截;
2)布隆过滤器:在访问缓存层和存储层之前,将存在的key用布隆过滤器提前保存起来,做第一层拦截,当收到一个对key请求时先用布隆过滤器验证是key否存在,如果存在在进入缓存层、存储层。
这种方法适用于数据命中不高、数据相对固定、实时性低的应用场景,代码维护较为复杂,但是缓存空间占用少。
布隆过滤器实际上是一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数。布隆过滤器可以用于检索一个元素是否在一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间都远远超过一般的算法,缺点是有一定的误识别率和删除困难。
@Cacheable(value="key1")
public String get(String key) {
String value = redis.get(key);
// redis中不存在该缓存
if (value == null) {
//布隆过滤器也没有,直接返回
if(!bloomfilter.mightContain(key)){
return null;
}else{
//布隆过滤器中能查到,不代表一定有,查出来放入redis,同样也可以避免缓存穿透
value = db.get(key);
redis.set(key, value);
}
}
return value;
}
2 缓存空对象
从缓存和数据库中没有取到的数据,在缓存中缓存一个默认空值key-null,同时设置缓存有效时间,如30秒,这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击。
public object GetProductListNew()
{
const int cacheTime = 30;
const string cacheKey = "product_list";
var cachevalue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cachevalue != null)
return cachevalue;
cachevalue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cachevalue != null)
{
return cachevalue;
}
else
{
cachevalue = GetProductListFromDB(); //数据库查询不到,为空。
if (cachevalue == null)
{
cachevalue = string.Empty; //如果发现为空,设置个默认值,也缓存起来。
}
CacheHelper.Add(cacheKey, cachevalue, cacheTime);
return cachevalue;
}
}
三、缓存击穿
描述:
缓存击穿,是指缓存中没有但数据库中有的数据,并且某一个key非常热点,在不停的扛着大并发,大并发集中对这一个点进行访问,当这个key在失效的瞬间(一般是缓存时间到期),持续的大并发就穿破缓存,直接请求数据库,就像在一个屏障上凿开了一个洞。
解决方案:
1)设置热点数据永远不过期
2)加互斥锁
让一个线程构建缓存,其他线程等待构建缓存的线程执行完,重新从缓存获取数据就可以了。
参考代码如下:
public String get(key) {
String value = redis.get(key);
if (value == null) { //设置分布式锁,只允许一个线程去查询DB,同时指定过期时间为1min,防止del操作失败,导致死锁,缓存过期无法加载DB数据
if (redis.setnx(key_mutex, 1, 1 * 60) == 1) { //代表设置成功
value = db.get(key);
redis.set(key, value, expire_secs);
//释放分布式锁
redis.del(key_mutex);
} else { //这个时候代表锁被占用了,睡眠5s在尝试
Thread.sleep(5000);
get(key); //重试
}
} else {
return value;
}
}
四、缓存雪崩
描述:
缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间,而查询数据量巨大,引起数据库压力过大甚至down机。和缓存击穿不同的是,缓存击穿指并发查同一条数据,缓存雪崩是不同数据都过期了,很多数据都查不到从而查数据库。
解决方案:
1)缓存数据的过期时间设置随机,防止同一时间大量数据过期现象发生。
2)如果缓存数据库是分布式部署,将热点数据均匀分布在不同搞得缓存数据库中。
3)设置热点数据永远不过期。



