前言
SQL 语句执行慢的原因是面试中经常会被问到的&＃xff0c;对于服务端开发来说也是必须要关注的问题。
在生产环境中&＃xff0c;SQL 执行慢是很严重的事件。那么如何定位慢 SQL、慢的原因及如何防患于未然。接下来带着这些问题让我们开启本期之旅&＃xff01;
缓存雪崩
我们首先看下这个正常的缓存流程是怎样的&＃xff1f;如下图所示&＃xff1a;
可以看到&＃xff0c;首先这个用户访问这个某东&＃xff0c;然后这个某东去访问这个 Redis&＃xff0c;如果 Redis 有该访问数据&＃xff0c;就会直接返回查缓存拿到的数据&＃xff1b;如果 Redis 缓存没有查到该数据&＃xff0c;就会去 mysql 数据库中查询&＃xff0c;查询到有结果把从 MySql 中查到的数据同步至 Redis 缓存中去&＃xff0c;同时会把这个查询到的结果返回回去。
这是一个简单的正常的缓存流程。 那么我们基于这个正常的缓存流程&＃xff0c;来看下什么是缓存的雪崩。
首先给大家举个例子&＃xff0c;就是在双十一的时候&＃xff0c;在某东买东西&＃xff0c;进入它的这个首页&＃xff0c;由于是双十一&＃xff0c;首页的访问量是非常大的&＃xff0c;所以首页的很多数据是缓存在 redis 里面的。
假设首页数据存储在 redis 里的 100 个 key&＃xff0c;设置的缓存失效时间是两个小时&＃xff0c;当在双十一期间&＃xff0c;购物超过两个小时之后&＃xff0c;这个首页数据的 redis 缓存在这瞬间会全部失效&＃xff0c;导致所有的请求都打到这个 MySql 数据库上&＃xff0c;此时数据库的访问压力增大&＃xff0c;造成这个 MySql 数据库响应不及时而挂掉&＃xff0c;从而某东的首页就没办法继续对外提供服务了&＃xff0c;然后东哥就特别不开心&＃xff0c;把这次的技术负责人送去了非洲。
那么通过这个举例&＃xff0c;我们来看下面这个图&＃xff1a;
就是说用户访问某东&＃xff0c;这个时候 redis 里面的 key 大量失效&＃xff0c;导致这个某东直接访问数据库&＃xff0c;把大量的请求都打到来数据库&＃xff0c;这种现象就是缓存雪崩。简单来说就是 redis 缓存在同一时间大量失效&＃xff0c;就像这个雪崩来了一样。
那么缓存雪崩它的解决方案有几种呢&＃xff1f;下面来说下&＃xff1a;
- 设置这个缓存的失效时间&＃xff0c;不让大量的 key 在同一时间失效&＃xff0c;即在设置这个缓存的时候&＃xff0c;可以将 key 的失效时间分散开。
- 我们部署 redis 一般是集群部署的&＃xff0c;可以把这些热点的 key 放到不同的节点上去&＃xff0c;让这些热点的 key 均匀的分布在不同的 redis 节点上。
- 还有就是比较暴力的方法&＃xff0c;不设置这个缓存失效的时间&＃xff0c;让 key 永不失效。
缓存穿透
接下来我们再来介绍什么是缓存穿透。
还是举个例子&＃xff1a;比如说某位老哥开发了一个网站&＃xff0c;然后这个网站非常的受欢迎&＃xff0c;某一天突然遭到了黑客疯狂的攻击&＃xff0c;他的这个攻击手段就是采用这个缓存穿透的原理。
大家都知道通常情况下&＃xff0c;数据库的主键是从0开始递增的&＃xff0c;是没有负数的&＃xff0c;那么这位黑客就利用这点&＃xff0c;他不断的用 ID 小于零的参数发请求过来。这位老哥刚开始是把网站的所有数据放到了 redis 缓存里面去&＃xff0c;但是黑客是用 ID 小于零的数来请求&＃xff0c;redis 缓存里面并没有这个 ID 小于零的数据&＃xff0c;这样 redis 就查不到这个结果&＃xff0c;一旦 redis 查不到结果就会去数据库中查&＃xff0c;那么所有请求都会打到数据库&＃xff0c;而且会一直打到数据库中去&＃xff0c;因为 redis 缓存这层根本拦截不到这样的数据。
redis 缓存直接被这种数据穿透了&＃xff0c;直接穿透到数据库里面。同样我们来看下面这个图&＃xff1a;
首先这个恶意用户访问某东&＃xff0c;用 id&＃61;-1 的数据去请求&＃xff0c;然后这个 id&＃61;-1 的数据在 redis 缓存里面没有查到&＃xff0c;就到数据库里面查询&＃xff0c;也没有查到该条数据&＃xff0c;只能返回空数据给前端了。
这个恶意用户&＃xff08;黑客&＃xff09;用脚本不断的发这个数据去请求&＃xff0c;直接穿透 redis 打到这个数据库上&＃xff0c;这就是所谓的缓存穿透。 简单来说&＃xff0c;缓存穿透就是指缓存和数据库中都没有这样的数据&＃xff0c;一般出现这种情况都不是正常的用户在访问。
那么缓存穿透的解决方案有以下几点&＃xff1a;
- 请求如果穿透 redis&＃xff0c;直接到数据库&＃xff0c;那么数据库无论查出什么结果&＃xff0c;都写回到 redis 缓存里面去&＃xff0c;这样下次用同一个参数发来请求的时候&＃xff0c;就直接被 redis 缓存拦截掉了&＃xff0c;就不回打到数据库了。
- 对请求的参数做合法性校验。
- 比较直接、简单粗暴的方法&＃xff0c;把这个 IP 拉黑。
- 最后是使用布隆过滤器&＃xff0c;这是一个非常好的方式。
缓存击穿
我们再来讲最后一个问题&＃xff0c;就是缓存的击穿。
还是拿双十一来举例&＃xff1a;东哥在双十一的时候&＃xff0c;发话说想搞一个大活动&＃xff0c;说想把自己20年前用的电脑拿出来拍卖&＃xff0c;然后有巨多人对这个电脑感兴趣&＃xff0c;于是东哥决定在双十一当天九点拍卖这台电脑&＃xff0c;然后某东的开发程序员&＃xff0c;把这台电脑数据放到了 redis 缓存里&＃xff0c;即对应 redis 缓存里的一个 key。
拍卖的时候&＃xff0c;大家热情都非常的高涨&＃xff0c;持续拍卖了将近三个小时&＃xff0c;还没有结束这场线上拍卖&＃xff0c;但是这台电脑对应的 redis 缓存 key 的失效时间是三个半小时。 当大家拍卖到三个半小时的时候&＃xff0c;这台电脑的缓存 key 突然失效了&＃xff0c;导致这个大量的拍卖请求在 redis 里面查不到数据&＃xff0c;从而这些大量请求就会直接打到数据库上&＃xff0c;此时数据库的瞬间压力增大&＃xff0c;造成响应不及时而挂掉。
这个时候呢&＃xff0c;东哥看到自己的这台电脑还没拍卖出去&＃xff0c;有点生气&＃xff0c;于是把这个程序员送去了非洲。
同样我们也来看下面这个图&＃xff1a;
用户访问某东&＃xff0c;然后去 redis 请求某个拍卖秒杀商品&＃xff0c;在缓存没有失效的时候&＃xff0c;redis 可以把这个查询到的缓存 key 的结果返回回去&＃xff0c;但是当这个缓存的 key 失效了&＃xff0c;这个请求就会击穿这个 redis&＃xff0c;直接打到数据库上。
这里大家注意的是&＃xff0c;这里是某一个热点的 key&＃xff0c;大量的用户请求不断的访问这个热点的 key&＃xff0c;当这个热点的 key 突然失效&＃xff0c;把请求都打到数据库上&＃xff0c;这个过程就是叫做缓存击穿了。记住它是击穿某个一个非常热点的 key。
那么这个缓存击穿的解决方案是&＃xff1a;
- 让这个热点 key 不过期&＃xff0c;即不设置失效时间&＃xff08;不推荐&＃xff09;。
- 使用分布式锁&＃xff0c;如果是单体应用的话使用互斥锁&＃xff08;分布式锁后续文章会讲&＃xff09;。
最后
做任何事情都要用心&＃xff0c;要非常关注细节。看起来不起眼的、繁琐的工作做透了会有意想不到的价值。
当然要想成为一个技术大牛也需要一定的思想格局&＃xff0c;思想决定未来你要往哪个方向去走, 建议多看一些人生规划方面的书籍,多学习名人的思想格局&＃xff0c;未来你的路会走的更远。
更多的技术点思维导图我已经做了一个整理&＃xff0c;涵盖了当下互联网最流行99%的技术点&＃xff0c;在这里我将这份导图分享出来&＃xff0c;以及为金九银十准备的一整套面试体系&＃xff0c;上到集合&＃xff0c;下到分布式微服务
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