Redis 雪崩、穿透、预热、降级

本文主要是介绍Redis 雪崩、穿透、预热、降级，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

雪崩

• Redis缓存雪崩和穿透乍一看好像差不多,概念容易混淆。而解决方案的思路是让失效时间达到均匀的情况。

• 缓存雪崩是指在我们设置缓存失效时间上时采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效。请求全部打到后端数据库，数据库一时请求过大，数据库cpu和IO一时负载过大,造成雪崩。如果不能理解的话，闭上眼睛想象一下，雪山崩塌的场景。

• 业界有常见的解决方案，没有哪一种方案是完美的，需要结合实际的并发情况选择最合适的方案。

• 第一种是加锁排队，其本质是一种缓冲方案，允许等待。弊端是从用户角度来说体验不是很好。

• 第二种是mutex互斥锁，比如Redis分布式锁SetNX。如果缓存里面没有并不是去加载数据库。

• 第三种是限流，在大流量来时缩紧。或者使用令牌桶，漏桶算法。

• 第四种是二级缓存，比如在缓存服务的基础上加上本地缓存，在缓存服务失效的情况下查询本地缓存而不是数据库。

穿透

• Redis穿透是大量的请求在缓存没有命中，比如每次都查询一个不存在的值。导致每次都要去数据库查询，这样导致缓存被穿透了，从而增加数据库的压力。

• Bloom filter，布隆过滤器实际上是一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数。

• 我们知道Redis 之所以快是因为单线程避免了CPU上下文切换。并且采用了epoll 机制，还有一个重要的原因就是他的存储结构，时间复杂度是o(1)。为了减少存储空间Bloom Filter 是一种改善方案。

• 但是使用起来一定要谨慎，Bloom Filter 存在一定的概率误判，我们在学术上成为假阳性。随着元素的增加这种误判的几率会随之增加，但是一般情况下可以忽略。

• 缓存这些空对象，但是注意失效时间设置小一点，防止Redis的key过多。

• 在Guava中的实现，funnel:输入的数据，xpectedInsertions:预估计插入的元素总量，fpp:你自己想达到的误判率，strategy:实现的实例。

static <T> BloomFilter<T> create(
Funnel<? super T> funnel, long expectedInsertions, double fpp, Strategy strategy) {
checkNotNull(funnel);
checkArgument(
expectedInsertions >= 0, "Expected insertions (%s) must be >= 0", expectedInsertions);
checkArgument(fpp > 0.0, "False positive probability (%s) must be > 0.0", fpp);
checkArgument(fpp < 1.0, "False positive probability (%s) must be < 1.0", fpp);
checkNotNull(strategy);
if (expectedInsertions == 0) {
  expectedInsertions = 1;
}
/*
 * TODO(user): Put a warning in the javadoc about tiny fpp values, since the resulting size
 * is proportional to -log(p), but there is not much of a point after all, e.g.
 * optimalM(1000, 0.0000000000000001) = 76680 which is less than 10kb. Who cares!
 */
long numBits = optimalNumOfBits(expectedInsertions, fpp);
int numHashFunctions = optimalNumOfHashFunctions(expectedInsertions, numBits);
try {
  return new BloomFilter<T>(new BitArray(numBits), numHashFunctions, funnel, strategy);
} catch (IllegalArgumentException e) {
  throw new IllegalArgumentException("Could not create BloomFilter of " + numBits + " bits", e);
}

预热

• 缓存预热就是系统发布之前，先把缓存数据加载到系统里面，这样避免了活动正式开始之前首次没有命中，需要查询数据库的问题。

• 另外一方面预热也是提前对流量的一种预估方式，很多大型活动或者秒杀，都会提前来一波预热。

降级

• 当并发量很大的时候，响应慢或者超时，影响到核心业务处理（比如下单，支付），或者导致到上游的系统的系统扇出，这种情形下需要对服务进行降级，也就是丢车保帅的做法。

• 级，也就是丢车保帅的做法。

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