一起學習 Redis快取穿透、快取擊穿、快取雪崩的原理和解決方法

推薦（免費）：redis

• 快取穿透：key中對應的快取資料不存在，導致去請求資料庫，造成資料庫的壓力倍增的情況

• 快取擊穿：redis過期後的一瞬間，有大量使用者請求同一個快取數據，導致這些請求都去請求資料庫，造成資料庫壓力倍增的情，針對一個key而言

• ##快取雪崩：快取伺服器宕機或大量快取集中某個時間段失效，導致請求全部去到資料庫，造成資料庫壓力倍增的情況，這個是針對多個key而言

一、快取穿透的解決方案

• 常用方法可以採用布隆過濾器方法進行資料攔截，其次可以還有一種解決思路，就是如果請求的資料為空，將空值也進行緩存，就不會發生穿透情況

<?php
class getPrizeList {
    /**
     * redis实例
     * @var \Redis
     */
    private $redis;

    /**
     * @var string
     */
    private $redis_key = &#39;|prize_list&#39;;

    /**
     * 过期时间
     * @var int
     */
    private $expire = 30;

    /**
     * getPrizeList constructor.
     * @param $redis
     */
    public function __construct($redis)
    {
        $this->redis = $redis;
    }

    /**
     * @return array|bool|string
     */
    public function fetch()
    {
        $result = $this->redis->get($this->redis_key);
        if(!isset($result)) {
            //此处应该进行数据库查询...
            //如果查询结果不存在，给其默认空数组进行缓存
            $result = [];
            $this->redis->set($this->redis_key, $result, $this->expire);
        }

        return $result;
    }
}

二、快取擊穿解決方法

• #使用互斥鎖(mutex key),就是一個key過期時，多個請求過來允許其中一個請求去操作資料庫，其他請求等待第一個請求成功返回結果後再請求。

<?php
class getPrizeList {
    /**
     * redis实例
     * @var \Redis
     */
    private $redis;

    /**
     * @var string
     */
    private $redis_key = &#39;|prize_list&#39;;

    /**
     * @var string
     */
    private $setnx_key = &#39;|prize_list_setnx&#39;;

    /**
     * 过期时间
     * @var int
     */
    private $expire = 30;

    /**
     * getPrizeList constructor.
     * @param $redis
     */
    public function __construct($redis)
    {
        $this->redis = $redis;
    }

    /**
     * @return array|bool|string
     */
    public function fetch()
    {
        $result = $this->redis->get($this->redis_key);
        if(!isset($result)) {
            if($this->redis->setnx($this->setnx_key, 1, $this->expire)) {
                //此处应该进行数据库查询...
                //$result = 数据库查询结果;
                $this->redis->set($this->redis_key, $result, $this->expire);
                $this->redis->del($this->setnx_key); //删除互斥锁
            } else {
                //其他请求每等待10毫秒重新请求一次
                sleep(10);
                self::fetch();
            }
        }

        return $result;
    }
}

三、快取雪崩的解決方法

• 這種情況是因為多個key同時過期導致的資料庫壓力，一種方法可以在key過期時間基礎上增加時間隨機數，讓過期時間分散開，減少快取時間過期的重複率
• 另一種方法就是加鎖排隊，這種有點像上面快取擊穿的解決方式，但是這種請求量太大，比如5000個請求過來，4999個都需要等待，這必然是指標不治本，不僅用戶體驗性差，分佈式環境下就更加複雜，因此在高並發場景下很少使用
• 最好的解決方法，是使用緩存標記，判斷該標記是否過期，過期則去請求數據庫，而緩存資料的過期時間要設定的比快取標記的長，這樣當一個請求去操作資料庫的時候，其他請求拿的是上一次快取資料

<?php
class getPrizeList {
    /**
     * redis实例
     * @var \Redis
     */
    private $redis;

    /**
     * @var string
     */
    private $redis_key = &#39;|prize_list&#39;;

    /**
     * 缓存标记key
     * @var string
     */
    private $cash_key = &#39;|prize_list_cash&#39;;

    /**
     * 过期时间
     * @var int
     */
    private $expire = 30;

    /**
     * getPrizeList constructor.
     * @param $redis
     */
    public function __construct($redis)
    {
        $this->redis = $redis;
    }

    /**
     * @return array|bool|string
     */
    public function fetch()
    {
        $cash_result = $this->redis->get($this->cash_key);
        $result = $this->redis->get($this->redis_key);
        if(!$cash_result) {
            $this->redis->set($this->cash_key, 1, $this->expire);
            //此处应该进行数据库查询...
            //$result = 数据库查询结果, 并且设置的时间要比cash_key长，这里设置为2倍;
            $this->redis->set($this->redis_key, $result, $this->expire * 2);
        }

        return $result;
    }
}

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