PHP データ キャッシュに関する一般的な問題と解決策

PHP データ キャッシュに関する一般的な問題と解決策

キャッシュは、Web アプリケーションのパフォーマンスを向上させる重要な手段の 1 つです。 PHP 開発では、データ キャッシュを合理的に使用すると、データベースや API などの外部リソースへのアクセスが大幅に削減され、システムの応答速度とスケーラビリティが向上します。ただし、データ キャッシュにはいくつかの一般的な問題も発生するため、この記事ではこれらの問題について説明し、対応する解決策を提供します。

1. キャッシュ ブレークダウン

キャッシュ ブレークダウンとは、同時実行性が高い条件下で特定のキャッシュ キーが無効になり、すべての同時リクエストがデータベースまたはその他の外部リソースに直接アクセスすることを意味します。 in リソースは即座に過負荷になります。この問題を解決する方法は、ミューテックス ロックを使用して、1 つのスレッドだけがキャッシュを更新できるようにし、他のスレッドは待機する必要があることを保証することです。

$key = 'cache_key';
$value = cache_get($key);

if (!$value) {
   acquire_mutex_lock();

   // 再次尝试从缓存中获取数据
   $value = cache_get($key);
   
   if (!$value) {
      $value = fetch_data_from_database_or_api();
      cache_set($key, $value);
   }
   
   release_mutex_lock();
}

2. キャッシュペネトレーション

キャッシュペネトレーションとは、キャッシュ内に存在しないデータにアクセスすることを指し、各リクエストがデータベースまたはその他の外部リソースに直接アクセスし、データベースがパフォーマンスが低下します。この問題の解決策は、ブルーム フィルターを使用して、クエリを実行する前に明らかに存在しないデータを除外することです。

$key = 'cache_key';
$value = cache_get($key);

if (!$value) {
   if (bloom_filter_contains($key)) {
      $value = fetch_data_from_database_or_api();
      cache_set($key, $value);
   } else {
      $value = null;
   }
}

3. キャッシュ雪崩

キャッシュ雪崩とは、一定期間内に多数のキャッシュ キーが同時に期限切れになり、その結果、大量のキャッシュ キーが失効することを意味します。データベースやその他の外部リソースへの直接アクセスを要求するため、リソースのボトルネックが発生したり、リソースが崩壊したりすることがあります。この問題を解決する方法は、キャッシュの有効期限をランダムに変動するように設定し、多数のキャッシュが同時に無効になるのを避けることです。

$key = 'cache_key';
$value = cache_get($key);

if (!$value) {
   acquire_mutex_lock();
   
   // 再次尝试从缓存中获取数据
   $value = cache_get($key);
   
   if (!$value) {
      $value = fetch_data_from_database_or_api();
      
      // 设置缓存失效时间随机波动，避免大量缓存同时失效
      cache_set($key, $value, random_expiration_time());
   }
   
   release_mutex_lock();
}

4. キャッシュ更新遅延

データが更新された後、キャッシュ内のデータが時間内に更新されず、取得されるデータに一貫性がなくなります。この問題を解決する方法は、データが更新されたときにキャッシュをアクティブに更新することです。

function update_data($data) {
   // 更新数据库中的数据
   update_database($data);
   
   // 清除缓存
   $key = 'cache_key';
   cache_delete($key);
   
   // 主动更新缓存
   $value = fetch_data_from_database_or_api();
   cache_set($key, $value);
}

5. 同じキャッシュ キーに対する同時読み取りと書き込みの問題

複数のプロセスまたはスレッドが同じキャッシュ キーを同時に読み取りおよび書き込みすると、データの例外または競合が発生します。が発生する可能性があります。この問題を解決する方法は、分散ロック (分散ロック) を使用して、1 つのプロセスまたはスレッドのみが同時に書き込み操作を実行できるようにすることです。

$key = 'cache_key';

if (acquire_distributed_lock($key)) {
   $value = cache_get($key);

   if (!$value) {
      $value = fetch_data_from_database_or_api();
      cache_set($key, $value);
   }

   // 释放分布式锁
   release_distributed_lock($key);
} else {
   // 加锁失败，等待一段时间后重试或进行其他处理
}

概要

データ キャッシュを適切に使用すると、Web アプリケーションのパフォーマンスとスケーラビリティが大幅に向上しますが、いくつかの一般的な問題も発生します。これらの問題は、ミューテックス ロック、ブルーム フィルター、ランダムな有効期限、積極的に更新されるキャッシュ、分散ロックなどの技術的手段を使用することで効果的に解決できます。実際の開発では、特定の状況に基づいて適切なソリューションを選択することで、システムの安定性とパフォーマンスを向上させることができます。

以上がPHP データ キャッシュに関する一般的な問題と解決策の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。