缓存问题
一、缓存穿透
我们在项目中使用缓存的时候,可能出现 业务逻辑服务查询一个缓存key,发现没有就到DB中去查询结果,然后返回的时候没有把对应的结果设置进缓存。当有大量业务要查询这个key的时候,就会导致大量的查询穿透缓存到达DB进行查询,从而导致DB压力大增。
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,这将导致这个存在的数据每次请求都要到存储层去查询,失去了缓存的意义。
有 很多种方法可以有效地解决缓存穿透问题,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。在数据魔方里,我们采用了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。
二、并发缓存
有时候如果网站并发访问高,一个缓存如果失效,可能出现多个进程同时查询DB,同时设置缓存的情况,如果并发确实很大,这也可能造成DB压力过大,还有缓存频繁更新的问题。
我现在的想法是对缓存查询加锁,如果KEY不存在,就加锁,然后查DB入缓存,然后解锁;其他进程如果发现有锁就等待,然后等解锁后返回数据或者进入DB查询。这种情况和刚才说的预先设定值问题有些类似,只不过利用锁的方式,会造成部分请求等待。
三、缓存失效,缓存雪崩
缓 存失效时的雪崩效应对底层系统的冲击非常可怕。遗憾的是,这个问题目前并没有很完美的解决方案。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。在数据魔方中,我们设计的缓存过期机制理论上能够将各个客户端的数据失效时间均 匀地分布在时间轴上,一定程度上能够避免缓存同时失效带来的雪崩效应。