【缓存使用中的注意事项】

一、缓存穿透

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时被动写的，并且出于容错考虑，如果从存储层查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询，失去了缓存的意义。

黑客向目标系统查询一个必然不存在的数据。有可能是数据真的不存在，也有可能是第三方恶意攻击系统，刻意构建了大量不存在的id来攻击数据库。如果短时间内极大量的出现缓存穿透，那么系统的数据库将面临极大的压力，甚至宕机。

 

有很多种方法可以有效地解决缓存穿透问题，最常见的则是采用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。在数据魔方里，我们采用了一个更为简单粗暴的方法，如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），我们仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。

 

解决方案：

(1) 存储空值：对不存在的值也在缓存中存储一个特殊的值表示Empty，并为这个id设置一个比较短的缓存过期的时间，这样，这个空的缓存失效之后还能到数据库查询这个id的对应的值是不是已经存在。

 

二、缓存并发

有时候如果网站并发访问高，一个缓存如果失效，可能出现多个进程同时查询DB，同时设置缓存的情况，如果并发确实很大，这也可能造成DB压力过大，还有缓存频繁更新的问题。

我现在的想法是再APP中对缓存查询加锁，如果KEY不存在，就加锁，然后查DB入缓存，然后解锁；其他进程如果发现有锁就等待，然后等解锁后返回数据或者进入DB查询。

 

解决方案：

在某个请求发现缓存没有数据时，此时需要获取一个排它锁，由此请求查询数据库并更新缓存。此步骤完成后释放此锁。在此请求操作的过程中，所有其他请求同一id的请求阻塞，待这个更新请求完成后直接从缓存重取数据。

 

三、缓存失效

引起这个问题的主要原因还是高并发的时候，平时我们设定一个缓存的过期时间时，可能有一些会设置5分钟啊，10分钟这些；并发很高时可能会出在某一个时间同时生成了很多的缓存，并且过期时间都一样，这个时候就可能引发一当过期时间到后，这些缓存同时失效，请求全部转发到DB，DB可能会压力过重。在系统启动批量装载数据缓存时，缓存的过期时间设置得过于一致；或者是在系统访问的高峰期更新或加载了一大批缓存，过期时间一致。缓存系统出现问题重启或者宕机了。

 

其中的一个简单方案就时讲缓存失效时间分散开，比如我们可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。

 

解决方案：

(1)缓存过期时间尽量散开，可以设置一个范围，比如1-200秒，把缓存的过期时间通过hash散列在这个区间，防止同一时间缓存大量过期。

 

(2)缓存双写策略，将同一个缓存同时写到两个缓存系统中。memcache有一个参数-b就是可以用来设置backup的缓存，当主缓存失效时还可以通过备份取到数据。

 

(3)缓存永不过期，在缓存系统中不设置过期时间，所有的缓存数据的更新都通过业务逻辑程序来完成。

 

 

总结：

1、缓存穿透：查询一个必然不存在的数据。比如文章表，查询一个不存在的id，每次都会访问DB，如果有人恶意破坏，很可能直接对DB造成影响。

2、缓存失效：如果缓存集中在一段时间内失效，DB的压力凸显。这个没有完美解决办法，但可以分析用户行为，尽量让失效时间点均匀分布。

当发生大量的缓存穿透，例如对某个失效的缓存的大并发访问就造成了缓存雪崩。

 

四、多级缓存

将ehcache与redis做二级缓存

Hibernate中的二级缓存，二级缓存是属于SessionFactory级别的缓存机制。第一级别的缓存是Session级别的缓存，是属于事务范围的缓存，由Hibernate管理，一般无需进行干预。第二级别的缓存是SessionFactory级别的缓存，是属于进程范围的缓存。

MyBatis的一级缓存指的是在一个Session域内,session为关闭的时候执行的查询会根据SQL为key被缓存(跟mysql缓存一样,修改任何参数的值都会导致缓存失效)

mybatis的二级缓存，二级缓存是mapper级别的缓存，多个SqlSession去操作同一个Mapper的sql语句，多个SqlSession可以共用二级缓存，二级缓存是跨SqlSession的。

mybaits的二级缓存是mapper范围级别，除了在SqlMapConfig.xml设置二级缓存的总开关，还要在具体的mapper.xml中开启二级缓存。

 

在核心配置文件SqlMapConfig.xml中加入<setting name="cacheEnabled" value="true"/>

一级缓存是SqlSession级别的缓存。在操作数据库时需要构造 sqlSession对象，在对象中有一个(内存区域)数据结构（HashMap）用于存储缓存数据。不同的sqlSession之间的缓存数据区域（HashMap）是互相不影响的。

 

一级缓存的作用域是同一个SqlSession，在同一个sqlSession中两次执行相同的sql语句，第一次执行完毕会将数据库中查询的数据写到缓存（内存），第二次会从缓存中获取数据将不再从数据库查询，从而提高查询效率。当一个sqlSession结束后该sqlSession中的一级缓存也就不存在了。Mybatis默认开启一级缓存。

二级缓存是mapper级别的缓存，多个SqlSession去操作同一个Mapper的sql语句，多个SqlSession去操作数据库得到数据会存在二级缓存区域，多个SqlSession可以共用二级缓存，二级缓存是跨SqlSession的。

二级缓存是多个SqlSession共享的，其作用域是mapper的同一个namespace，不同的sqlSession两次执行相同namespace下的sql语句且向sql中传递参数也相同即最终执行相同的sql语句，第一次执行完毕会将数据库中查询的数据写到缓存（内存），第二次会从缓存中获取数据将不再从数据库查询，从而提高查询效率。Mybatis默认没有开启二级缓存需要在setting全局参数中配置开启二级缓存。

 

 

 

适合放入二级缓存中数据

很少被修改

不是很重要的数据，允许出现偶尔的并发问题

不适合放入二级缓存中的数据

经常被修改

财务数据，绝对不允许出现并发问题

与其他应用数据共享的数据