Redis热点key解决方案

1 热点key的产生原因

1.1 用户消费的数据>>>生产的数据

  • 比如秒杀活动、热点微博、热评,某件商品被数万次点击浏览或购买时,就会造成热点问题
  • 被大量发布、浏览的热点新闻、热点评论等读多写少场景也会产生热点问题

1.2 请求的分片过于集中,突破单点性能极限

在服务端读数据进行访问时,往往会对数据进行分片,此过程中会在某一主机 Server 上对相应的 Key 进行访问,当访问超过 Server 极限时,就会导致热点 Key 问题。

2 热点Key的危害

  • 流量过于集中,突破物理网卡的极限
  • 请求过多,缓存分片服务被打垮
  • 穿透DB

当某热点Key请求在某一主机上超过该主机网卡上限时,由于流量过度集中,导致服务器中其它服务无法正常进行 =》 热点过于集中,热点Key缓存过多,超过目前的缓存容量,就会导致缓存分片服务被打垮 =》 缓存服务崩溃,此时再有请求产生,会缓存到后台DB,导致缓存穿透,进一步还会导致缓存雪崩。

3 解决方案

通常的解决方案主要集中在对客户端和Server端进行改造。

3.1 服务端缓存方案

Client会将请求发送到Server,而Server是多线程服务,本地就具有一个基于Cache LRU策略的缓存空间。当Server本身拥堵时,Server不会将请求进一步发送给DB而是直接返回,只有当Server本身畅通时才会将Client请求发送至DB,并且将该数据重新写入缓存。此时就完成了缓存的访问跟重建。

缺陷

  • 缓存失效,多线程构建缓存问题
  • 缓存丢失,缓存构建问题
  • 脏读

3.2 使用Memcache、Redis

在客户端单独部署缓存。使用过程中Client首先访问服务层,再对同一主机上的缓存层进行访问。该种解决方案具有就近访问、速度快、没有带宽限制的优点。但也存在问题:

  • 内存资源浪费
  • 脏读

3.3 本地缓存

缺陷

  • 需要提前获知热点
  • 缓存容量有限
  • 不一致性时间增长
  • 热点Key遗漏

3.4 随机后缀

使用Redis做缓存,那可以把一个热点Key的缓存查询压力,分散到多个Redis节点。

加随机后缀。

场景

在一个非常热点的数据,数据更新不是很频繁,但是查询非常频繁,要保证基本保证100%的缓存命中率,该怎么处理?

核心思想:空间换时间,即同一热点key保留2份:

  • 不带后缀 不带的后缀的有TTL
  • 带后缀 带后缀的没有TTL

先查询不带后缀的,查询不到,则:

  1. 后端查询DB更新缓存
  2. 查询带后缀返回给调用方

这样即可尽可能避免缓存击穿。

参考

  • https://www.alibabacloud.com/help/zh/doc-detail/67252.htm

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