緩存使用處理得當(dāng)絕對(duì)能很大程度上提高程序性能,目前緩存技術(shù)早已應(yīng)用在各大平臺(tái)系統(tǒng)中。但使用不當(dāng)不僅可能降低程序性能,還可能挖出讓你痛不欲生的神坑,多么痛的領(lǐng)悟....
下面我先來列一列使用緩存所要面臨的一系列挑戰(zhàn)犹菱,然后逐個(gè)分析,限于個(gè)人水平有限可能會(huì)分析漏了或不到位的地方,請(qǐng)見諒;舯取!
1. 緩存更新
數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不是一成不變暴备,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生了改變悠瞬,如何同步到緩存中?在數(shù)據(jù)同步前或同步中,如何防止用戶讀到臟數(shù)據(jù)浅妆。
2. 緩存穿透
查詢一個(gè)必然不存在的數(shù)據(jù)望迎。比如文章表,查詢一個(gè)不存在的id狂打,每次都會(huì)訪問DB擂煞,如果有人惡意破壞,很可能直接對(duì)DB造成影響趴乡。
3. 緩存并發(fā)
網(wǎng)站并發(fā)訪問高对省,一個(gè)緩存如果失效,可能出現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程同時(shí)查詢DB晾捏,同時(shí)設(shè)置緩存的情況蒿涎,如果并發(fā)確實(shí)很大,這也可能造成DB壓力過大惦辛,還有緩存頻繁更新的問題劳秋。
4. 緩存失效
引起這個(gè)問題的主要原因還是高并發(fā)的時(shí)候,平時(shí)我們?cè)O(shè)定一個(gè)緩存的過期時(shí)間時(shí)胖齐,可能有一些會(huì)設(shè)置1分鐘啊玻淑,5分鐘這些,并發(fā)很高時(shí)可能會(huì)出在某一個(gè)時(shí)間同時(shí)生成了很多的緩存呀伙,并且過期時(shí)間都一樣补履,這個(gè)時(shí)候就可能引發(fā)一當(dāng)過期時(shí)間到后,這些緩存同時(shí)失效剿另,請(qǐng)求全部轉(zhuǎn)發(fā)到DB箫锤,DB可能會(huì)壓力過重
5. 數(shù)據(jù)序列化
把數(shù)據(jù)保存到緩存中,需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化和反序列化雨女,這是一個(gè)時(shí)間消耗較大的操作谚攒,序列化的消耗也是衡量緩存性能的指標(biāo)之一
就以上幾個(gè)問題,給出部分解決方案氛堕,但沒有最好的方案只有針對(duì)業(yè)務(wù)特征的最合適方案
緩存更新
1. 如果允許短時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)不同步馏臭,可采用"淘汰緩存"和"更新緩存"兩種方案,下面來對(duì)比一下這兩種方案
方案一:"淘汰緩存"就是先清空緩存再更新數(shù)據(jù)庫岔擂,那么請(qǐng)求已清空的緩存數(shù)據(jù)時(shí)將重新加載數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)
優(yōu)點(diǎn):簡單
缺點(diǎn):一次cache miss
這種方案也不能100%保證不會(huì)有臟數(shù)據(jù)位喂,原因如下:
在寫請(qǐng)求完成前,有讀請(qǐng)求出現(xiàn)乱灵,這時(shí)又讀入臟數(shù)據(jù)到緩存
"更新緩存"就是先更新數(shù)據(jù)再更新緩存
優(yōu)點(diǎn):cache命中率高
缺點(diǎn):如果更新緩存失敗則讀取到臟數(shù)據(jù)塑崖,同時(shí)在寫請(qǐng)求完成前讀請(qǐng)求進(jìn)來也是會(huì)讀到臟數(shù)據(jù)
針對(duì)方案二:如果更新緩存失敗,可采用定時(shí)重試機(jī)制進(jìn)行緩存更新
2. 假設(shè)采用方案一痛倚,如果存在讀寫分離的情況规婆,既緩存數(shù)據(jù)來源于讀庫,則可能會(huì)產(chǎn)生下面問題
寫請(qǐng)求成功了,但主庫還沒同步到從庫抒蚜,這時(shí)讀請(qǐng)求產(chǎn)生掘鄙,讀庫的臟數(shù)據(jù)就會(huì)被讀入緩存
解決方案:上述情況是由于主從同步延時(shí)造成的,可以增加采用異步更新緩存線程嗡髓,該線程監(jiān)聽從庫日志操漠,發(fā)現(xiàn)記錄變化后再次更新緩存。監(jiān)聽日志再異步更新還能一定程度上解決方案一與方案二中的臟數(shù)據(jù)饿这,異步更新成功讀請(qǐng)求就再不會(huì)讀到臟數(shù)據(jù)浊伙,只會(huì)有小概率讀到臟數(shù)據(jù)
緩存穿透
當(dāng)訪問某個(gè)key的value為null向數(shù)據(jù)庫請(qǐng)求數(shù)據(jù)也null時(shí),先給該的value設(shè)置一個(gè)標(biāo)志如&&长捧,表明該key暫沒有value嚣鄙,當(dāng)有寫請(qǐng)求寫到數(shù)據(jù)庫再更新緩存,之后讀請(qǐng)求就能讀到數(shù)據(jù)了
緩存并發(fā)
如果KEY不存在串结,就加鎖哑子,然后查DB入緩存,然后解鎖肌割;其他進(jìn)程如果發(fā)現(xiàn)有鎖就等待卧蜓,然后等解鎖后返回?cái)?shù)據(jù)或者進(jìn)入DB查詢。
這種情況和剛才說的預(yù)先設(shè)定值問題有些類似把敞,只不過利用鎖的方式烦却,會(huì)造成部分請(qǐng)求等待。
緩存失效
緩存失效時(shí)間分散開先巴,比如我們可以在原有的失效時(shí)間基礎(chǔ)上增加一個(gè)隨機(jī)值,比如1~5分鐘隨機(jī)冒冬,這樣每一個(gè)緩存的過期時(shí)間的重復(fù)率就會(huì)降低伸蚯,就很難引發(fā)集體失效的事件。(針對(duì)多個(gè)緩存來說)
數(shù)據(jù)序列化
將數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存中和從內(nèi)存中取出使用是需要經(jīng)過序列化與反序列化简烤,這個(gè)過程不僅有時(shí)間消耗還會(huì)有空間消耗剂邮,序列化后的數(shù)據(jù)比序列化前更大,因?yàn)椴迦牒芏鄻?biāo)記横侦。所以只緩存有價(jià)值的數(shù)據(jù)也可以降低序列化帶來的性能消耗挥萌。但關(guān)鍵還是選擇合適的序列化協(xié)議,通用性強(qiáng)的有json枉侧、xml(json速度更快引瀑,序列化后大數(shù)據(jù)更小)榨馁,如果要求性能的有Protobuf憨栽,Thrift,Avro
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