首先分享3到面试题?

1、如何解决缓存雪崩?
2、如何解决缓存穿透?
3、如何保证缓存与数据库双写时一致的问题?

一、缓存雪崩

1.1什么是缓存雪崩?
在这里插入图片描述
如果我们的缓存挂掉了,这意味着我们的全部请求都跑去数据库了。
在这里插入图片描述
我们都知道Redis不可能把所有的数据都缓存起来,这样会很浪费内存,所以Redis需要对数据设置过期时间,并采用的是惰性删除+定期删除两种策略对过期键删除。

如果缓存数据设置的过期时间是相同的,并且Redis恰好将这部分数据全部删光了。这就会导致在这段时间内,这些缓存同时失效,全部请求到数据库中。

这就是缓存雪崩:

1、Redis挂掉了,请求全部走数据库。
2、对缓存数据设置相同的过期时间,导致某段时间内缓存失效,请求全部走数据库。
缓存雪崩如果发生了,很可能就把我们的数据库搞垮,导致整个服务器瘫痪!

1.2如何解决缓存雪崩?
对于“对缓存数据设置相同的过期时间,导致某段时间内缓存失效,请求全部走数据库。”这种情况,非常好解决:

在缓存的时候给过期时间加上一个随机值,这样就会大幅度的减少缓存在同一时间过期。

对于“Redis挂掉了,请求全部走数据库”这种情况,我们可以有以下的思路:

事发前:实现Redis的高可用(主从架构+Sentinel 或者Redis Cluster),尽量避免Redis挂掉这种情况发生。

事发中:万一Redis真的挂了,我们可以设置本地缓存(ehcache)+限流(hystrix),尽量避免我们的数据库被干掉(起码能保证我们的服务还是能正常工作的)

事发后:redis持久化,重启后自动从磁盘上加载数据,快速恢复缓存数据。

缓存穿透

2.1什么是缓存穿透?

比如,我们有一张数据库表,ID都是从1开始的(正数),每次请求的ID都是负数。这会导致我的缓存就没用了,请求全部都找数据库去了,但数据库也没有这个值啊,所以每次都返回空出去。

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据。由于缓存不命中,并且出于容错考虑,如果从数据库查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询,失去了缓存的意义。

在这里插入图片描述

这就是缓存穿透:

请求的数据在缓存大量不命中,导致请求走数据库。
缓存穿透如果发生了,也可能把我们的数据库搞垮,导致整个服务瘫痪!

2.1如何解决缓存穿透?

1、由于请求的参数是不合法的(每次都请求不存在的参数),于是我们可以使用过滤器或者压缩filter提前拦截,不合法就不让这个请求到数据库层!
2、当我们从数据库找不到的时候,我们也将这个空对象设置到缓存里边去。下次再请求的时候,就可以从缓存里边获取了。(这种情况我们一般会将空对象设置一个较短的过期时间。)

缓存与数据库双写一致

3.1对于读操作,流程是这样的

一般我们对读操作的时候有这么一个固定的套路:

1、如果我们的数据在缓存里边有,那么就直接取缓存的。
2、如果缓存里没有我们想要的数据,我们会先去查询数据库,然后将数据库查出来的数据写到缓存中。
3、最后将数据返回给请求

3.2什么是缓存与数据库双写一致问题?

如果仅仅查询的话,缓存的数据和数据库的数据是没问题的。但是,当我们要更新时候呢?各种情况很可能就造成数据库和缓存的数据不一致了。

数据库的数据跟缓存的数据不一致

在这里插入图片描述
从理论上说,只要我们设置了键的过期时间,我们就能保证缓存和数据库的数据最终是一致的。因为只要缓存数据过期了,就会被删除。随后读的时候,因为缓存里没有,就可以查数据库的数据,然后将数据库查出来的数据写入到缓存中。

除了设置过期时间,我们还需要做更多的措施来尽量避免数据库与缓存处于不一致的情况发生。

3.3对于更新操作

执行更新操作时,我们一般会有两种选择:

1、先更新数据库,再更新缓存
2、先更新缓存,再更新数据库

无论我们选择哪个,我们都希望这两个操作要么同时成功,要么同时失败。所以,这会演变成一个分布式事务的问题。

如果原子性被破坏了,可能会有以下的情况:

1、操作数据库成功了,操作缓存失败了。
2、操作缓存成功了,操作数据库失败了。

如果第一步已经失败了,我们直接返回Exception出去就好了,第二步根本不会执行。

3.3.1操作缓存

操作缓存也有两种方案:

1、更新缓存
2、删除缓存

一般我们都是采取删除缓存,原因如下:

1、高并发环境下,无论是先操作数据库还是后操作数据库而言,如果加上更新缓存,那就更加容易导致数据库与缓存数据不一致问题。(删除缓存直接和简单很多)
2、如果每次更新了数据库,都要更新缓存【这里指的是频繁更新的场景,这会耗费一定的性能】,倒不如直接删除掉。等再次读取时,缓存里没有,那我到数据库找,在数据库找到再写到缓存里边(体现懒加载)

基于这两点,对于缓存在更新时而言,都是建议执行删除操作!