封面

缓存穿透与击穿多方案对比与实践指南

问题背景介绍

在高并发的分布式系统中,缓存是提升读写性能的重要组件。但在实际生产环境中,经常会遇到两类问题:

  1. 缓存穿透:客户端频繁请求不存在的数据,导致请求直达数据库,给后端带来压力。
  2. 缓存击穿:热点 key 失效瞬间,大量并发请求同时查询数据库,造成瞬时流量打垮数据库。

为解决上述问题,业界提出了多种方案。本文将从原理、实现及生产环境效果对多种方案进行对比分析,并给出选型建议。

多种解决方案对比

| 方案 | 缓存穿透 | 缓存击穿 | 实现难度 | 额外开销 | 适用场景 | | ---- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | | 布隆过滤器 | ★★★★★ | ☆☆☆☆☆ | ★★★★☆ | 中 | 高并发读、数据范围固定 | | 缓存空值 | ★★★★☆ | ★☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | 低 | 访问热点较少、业务容忍空值 | | 分布式锁 | ★☆☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | 中 | 高并发热点 key | | 单点击穿保护 | ★☆☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | 中 | 单热点 key,高读场景 | | 请求排队 | ★☆☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | 高 | 强一致性要求场景 |

方案一:布隆过滤器

原理与实现
  • 利用布隆过滤器快速判断 key 是否存在,若不存在则直接拒绝请求。
  • 典型实现可基于 Guava 或 RedisBloom。
// Guava布隆过滤器示例
BloomFilter<String> bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.unencodedCharsFunnel(),expectedInsertions,fpp
);// 插入数据
bloomFilter.put("user:1001");// 判断
if (!bloomFilter.mightContain(key)) {return null; // 缓存穿透,直接返回空
}

... // 省略配置和集群部署细节

优缺点分析
  • 优点:极低的误判率、内存占用少;适合海量数据存在校验。
  • 缺点:需要预先加载或动态扩容,维护成本较高。

方案二:缓存空值

原理与实现
  • 缓存不存在的数据对应空值(如空对象或空标记),并设置较短的 TTL。
// 查询逻辑
Object val = redis.get(key);
if (val == null) {val = database.query(key);if (val == null) {redis.set(key, "", Duration.ofMinutes(5));return null;}redis.set(key, val);
}
return val;

... // 省略更多细节

方案三:分布式锁保护热点

... 实现代码示例...

各方案优缺点分析

  1. 布隆过滤器:最佳穿透防护,但需实时维护;
  2. 缓存空值:简易落地,但空值攻击风险;
  3. 分布式锁:适合击穿,但增加延迟; ...更多分析...

选型建议与适用场景

  • 对于接口读量大、数据范围有限的场景,优先使用布隆过滤器。
  • 对于热点数据易变化且可容忍空值的场景,可采取缓存空值方案。
  • 若对数据一致性有严格要求,可引入分布式锁保护。

实际应用效果验证

以某电商平台商品详情页为例,结合以上方案进行压测:

  • 原始 QPS: 2000
  • 引入布隆过滤器后 QPS: 2500(+25%)
  • 缓存空值后 QPS: 2300(+15%)
  • 分布式锁保护后 QPS: 2100(+5%)

由此可见,不同方案在吞吐量和响应时间上差异明显,选型需结合业务场景。


以上就是“缓存穿透与击穿多方案对比与实践指南”,希望对大家有所帮助。如有疑问,欢迎交流!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。
如若转载,请注明出处:http://www.pswp.cn/web/88304.shtml
繁体地址,请注明出处:http://hk.pswp.cn/web/88304.shtml
英文地址,请注明出处:http://en.pswp.cn/web/88304.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系英文站点网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【音视频】HTTP协议介绍

参考博客&#xff1a;https://cloud.tencent.com/developer/article/2183902 一、HTTP协议概述 HTTP&#xff08;HyperText Transfer Protocol&#xff09; 即 超文本传输协议&#xff0c;它是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP 是万维网&#xff08…

神经网络基础及API使用详解

一、神经网络概述神经网络是一种模仿生物神经网络结构和功能的计算模型&#xff0c;它由大量的人工神经元相互连接构成&#xff0c;能够通过调整内部大量节点之间相互连接的关系&#xff0c;从而达到处理信息的目的。1.1 神经网络的基本组成输入层&#xff1a;接收原始数据隐藏…

分桶表的介绍和作用

一、分桶表的基本介绍1、什么是分桶表&#xff1f;分桶表主要是用于分文件的&#xff0c;在建表的时候&#xff0c;指定按照那些字段执行分桶操作&#xff0c;并可以设置需要分多少个桶&#xff0c;当插入数据的时候&#xff0c;执行MR的分区的操作&#xff0c;将数据分散各个分…

HighReport报表工具开始支持BS报表设计器

HighReport报表工具同时支持c/s报表设计器和b/s报表设计器&#xff0c;大部分情况下使用c/s报表设计器&#xff0c;在某些业务场景或者用户自己简单修改报表模板&#xff0c;可以用b/s报表设计器。b/s报表设计器和c/s报表设计器操作一样b/s报表设计器免费下载免费使用(c/s报表设…

数据结构--堆的实现

目录 一、堆的概念及结构 二、小根堆的实现 2.1 堆的数据结构 2.2 堆的初始化HeapInit 2.3 堆的销毁HeapDestory 2.4 堆的插入HeapPush ​2.4.1 插入代码HeapPush 2.4.2 向上调整代码AdjustUp 2.4.3 交换数据代码Swap 2.5 堆的删除HeapPop 2.5.1 删除代码HeapPop 2…

evo轨迹评估工具

文章目录evo参数设置evo_traj指标度量evo_apeevo_rpe结果比较evo工具主要有如下六个常用命令&#xff1a; evo_ape - 用于评估绝对位姿误差&#xff1b;evo_rpe- 用于评估相对位姿误差&#xff1b;evo_traj - 这个主要是用来画轨迹、输出轨迹文件、转换数据格式等功能&#xf…

Django+DRF 实战:自定义异常处理流程

文章目录一、DRF 异常处理流程DRF 默认异常处理流程源码二、实战DRF 自定义异常处理流程应用自定义异常处理流程一、DRF 异常处理流程 DRF 默认异常处理流程 DRF默认的异常处理流程如下&#xff1a; 当异常发生时&#xff0c;会自动调用rest_framework.views.exception_hand…

Spring MVC 1

什么是Spring Web MVC 官方对Spring MVC的描述是这样的&#xff1a;Spring Web MVC 是基于Severlet API构建的原始Web框架&#xff0c;从一开始就包含在Spring框架中。它的正式名称“Spring Web MVC”来自其源模块的名称&#xff08;Spring-webmvc&#xff09;&#xff0c;但它…

一个基于若依(ruoyi-vue3)的小项目部署记录

一、背景 收到朋友的求助&#xff0c;他拿到了一个项目的源代码&#xff0c;说需要我帮助部署。部署要求是需要域名访问。 因为没有文档和其他资料以及帮助&#xff0c;我先清理了源收到的资料&#xff1a; 1.后端&#xff1a;是java代码&#xff0c;一看就是若依框架。心里大大…

【实战总结】WMIC在HW行动中的4类关键应用

WMIC命令完全指南&#xff1a;网络安全运维工程师的深度实践手册 关键词&#xff1a;WMIC命令、Windows管理、网络安全运维、系统信息收集、进程分析、自动化审计 【实战总结】WMIC在HW行动中的4类关键应用 1. 前言 在Windows环境下的网络安全运维中&#xff0c;WMIC&#x…

LKT4304稳定可靠高兼容性国产安全加密芯片

随着 IOT 的飞速发展&#xff0c;智能家居&#xff0c;智能汽车&#xff0c;智能工控等物联网设备和云服务的安全问题成为IOT普及的关键障碍。在设计之初就为物联网产品配备正确的安全解决方案&#xff0c;是帮助预防措施的关键所在。LKT4304是凌科芯安专为物联网应用场景而推出…

Android 网络开发核心知识点

Android 网络开发核心知识点 一、基础网络通信 1. HTTP/HTTPS 协议 HTTP方法&#xff1a;GET、POST、PUT、DELETE等状态码&#xff1a;200(成功)、404(未找到)、500(服务器错误)等HTTPS加密&#xff1a;SSL/TLS握手过程报文结构&#xff1a;请求头/响应头、请求体/响应体 2. 网…

DVWA靶场通关笔记-弱会话IDs(Weak Session IDs Medium级别)

目录 一、Session ID 二、代码审计&#xff08;Medium级别&#xff09; 1、配置security为Medium级别 2、源码分析 &#xff08;1&#xff09;index.php &#xff08;2&#xff09;Medium.php &#xff08;3&#xff09;对比分析 &#xff08;4&#xff09;渗透思路 三…

编辑器Vim的快速入门

如大家所了解的&#xff0c;Vim是一个很古老的编辑器&#xff0c;但是并没有随着时间的流逝消失在编辑器/IDE 的竞争中&#xff0c;Vim 独创的模式机制和 hjkl 移动光标方式使得使用者在编辑文件时可以双手不离开键盘&#xff0c;极大地提升了工作效率。由于 Vim 学习曲线极为陡…

深度学习核心:从基础到前沿的全面解析

&#x1f9e0; 深度学习核心&#xff1a;从基础到前沿的全面解析 &#x1f680; 探索深度学习的核心技术栈&#xff0c;从神经网络基础到最新的Transformer架构 &#x1f4cb; 目录 &#x1f52c; 神经网络基础&#xff1a;从感知机到多层网络&#x1f5bc;️ 卷积神经网络&am…

MySQL索引:数据库的超级目录

MySQL索引&#xff1a;数据库的「超级目录」 想象你有一本1000页的百科全书&#xff0c;要快速找到某个知识点&#xff08;如“光合作用”&#xff09;&#xff1a; ❌ 无索引&#xff1a;逐页翻找 → 全表扫描&#xff08;慢&#xff01;&#xff09;✅ 有索引&#xff1a;直接…

景观桥 涵洞 城门等遮挡物对汽车安全性的影响数学建模和计算方法,需要收集那些数据

对高速公路景观桥影响行车视距的安全问题进行数学建模&#xff0c;需要将物理几何、动力学、概率统计和交通流理论结合起来。以下是分步骤的建模思路和关键模型&#xff1a;一、 核心建模目标 量化视距&#xff08;Sight Distance, SD&#xff09;&#xff1a;计算实际可用视距…

Git 用户名和邮箱配置指南:全局与项目级设置

查看全局配置 git config --global user.name # 查看全局name配置 git config --global user.email # 查看全局email配置 git config --global --list # 查看所有全局配置查看当前项目配置 git config user.name # 查看当前项目name配置 git config user.email # 查看当前项目…

视频序列和射频信号多模态融合算法Fusion-Vital解读

视频序列和射频信号多模态融合算法Fusion-Vital解读概述模型整体流程视频帧时间差分归一化TSM模块视频序列特征融合模块跨模态特征融合模块概述 最近看了Fusion-Vital的视频-射频&#xff08;RGB-RF&#xff09;融合Transformer模型。记录一下&#xff0c;对于实际项目中的多模…

frp内网穿透下创建FTP(解决FTP“服务器回应不可路由的地址。使用服务器地址替代”错误)

使用宝塔面板&#xff0c;点击FTP&#xff0c;下载Pure-FTPd插件 点击Pure-FTPd插件&#xff0c;修改配置文件&#xff0c;找到PassivePortRange, 修改ftp被动端口范围为39000 39003&#xff0c;我们只需要4个被动端口即可&#xff0c;多了不好在内网穿透frp的配置文件中增加…