什么是CDN击穿？如何有效防止？

缓存击穿现象及其解决方案

在现代互联网应用中，缓存技术被广泛应用于提升系统性能和响应速度，缓存技术也带来了一些挑战，其中之一便是“缓存击穿”问题，本文将详细探讨缓存击穿的成因、影响以及应对策略。

一、什么是缓存击穿？

缓存击穿（Cache Breakdown）是指当多个请求同时访问某个热点Key时，该Key在缓存中的过期时间恰巧到达，导致这些请求直接打到数据库上，造成瞬时的高并发数据库访问压力，这种现象不仅会导致数据库负载骤增，还可能引发系统性能下降甚至崩溃。

二、缓存击穿的成因

1、高并发访问：当大量用户同时访问同一个热点资源时，这个资源的缓存条目可能会频繁失效，从而引发缓存击穿。

2、不合理的缓存失效策略：如果缓存失效策略设置不合理，比如大量缓存在同一时间点失效，那么将导致大量请求同时落在数据库上。

3、外部恶意攻击：外部用户可以构造大量不存在的数据请求，利用缓存未命中的情况对数据库进行攻击，从而导致缓存击穿。

三、缓存击穿的影响

1、数据库压力增大：缓存击穿会导致大量请求直接打到数据库上，增加数据库的读写压力，可能导致数据库性能下降甚至宕机。

2、系统响应速度变慢：由于数据库处理能力有限，当大量请求涌入时，系统的响应速度会明显变慢，影响用户体验。

3、服务不稳定：严重的缓存击穿可能导致整个服务不可用，影响业务的正常运行。

四、如何避免缓存击穿

为了避免缓存击穿带来的负面影响，可以采取以下几种策略：

1、合理的缓存失效策略：通过设置不同的缓存失效时间，避免大量缓存在同一时间失效，可以为每个缓存项设置随机的失效时间，以分散请求压力。

   | 缓存项       | 失效时间（秒） |
   |--------------|----------------|
   | Key1         | 60             |
   | Key2         | 90             |
   | Key3         | 120            |

2、使用互斥锁：在缓存失效时，使用互斥锁确保只有一个请求能够查询数据库并将结果重新写入缓存，其他请求等待缓存重建后再进行访问，这可以有效减少数据库的压力。

   synchronized (this) {
       if (!cache.contains(key)) {
           // 从数据库加载数据并更新缓存
       }
   }

3、热点数据永不过期：对于访问特别频繁且数据相对固定的热点数据，可以将其设置为永不过期，从而避免缓存击穿的问题，但需要注意的是，这种方法需要定期检查数据的有效性。

   | 热点数据       | 失效时间（秒） |
   |----------------|----------------|
   | HotKey1        | -1             |
   | HotKey2        | -1             |

4、提前预热缓存：在业务高峰期来临之前，可以提前将一些热点数据加载到缓存中，以减少缓存击穿的概率。

   public void warmUpCache() {
       List<String> hotKeys = getHotKeys();
       for (String key : hotKeys) {
           // 从数据库加载数据并更新缓存
       }
   }

5、布隆过滤器：使用布隆过滤器来拦截不存在的数据请求，从而减少对数据库的无效访问，布隆过滤器是一种概率型数据结构，可以快速判断一个元素是否存在于集合中。

   BloomFilter<String> bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.stringFunnel(), expectedInsertions);
   if (!bloomFilter.mightContain(key)) {
       return "Key not found";
   }

五、归纳

缓存击穿是缓存技术应用中的一个常见问题，它会导致大量请求直接打到数据库上，从而引发一系列性能问题，通过合理的缓存失效策略、使用互斥锁、设置热点数据永不过期、提前预热缓存以及使用布隆过滤器等方法，可以有效避免缓存击穿的发生，保障系统的稳定运行，希望本文能够帮助读者更好地理解和应对缓存击穿问题。

六、相关问答FAQs

Q1: 什么是缓存击穿？

A1: 缓存击穿是指当多个请求同时访问某个热点Key时，该Key在缓存中的过期时间恰巧到达，导致这些请求直接打到数据库上，造成瞬时的高并发数据库访问压力，这种现象不仅会导致数据库负载骤增，还可能引发系统性能下降甚至崩溃。

Q2: 如何避免缓存击穿？

A2: 避免缓存击穿的方法包括：合理的缓存失效策略、使用互斥锁、设置热点数据永不过期、提前预热缓存以及使用布隆过滤器等，这些方法可以有效减少缓存击穿的概率，保障系统的稳定运行。

以上内容就是解答有关“cdn击穿”的详细内容了，我相信这篇文章可以为您解决一些疑惑，有任何问题欢迎留言反馈，谢谢阅读。