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解謎挑戰(zhàn)：Redis緩存穿透面試題
在面試過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有一些富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，其中一個(gè)比較常見(jiàn)的就是關(guān)于緩存穿透問(wèn)題的解決方案。Redis是一個(gè)非常流行的緩存技術(shù)，也經(jīng)常被用來(lái)解決緩存穿透問(wèn)題。那么，下面我們就一起來(lái)看看如何使用Redis解決緩存穿透問(wèn)題。
緩存穿透問(wèn)題
緩存穿透是指當(dāng)用戶(hù)請(qǐng)求一個(gè)在緩存中不存在的數(shù)據(jù)時(shí)，請(qǐng)求將穿過(guò)緩存層，直接訪問(wèn)后端服務(wù)器。這種情況下，后端服務(wù)器的流量將增加，而緩存層則變得無(wú)用，甚至可能因?yàn)榱髁窟^(guò)大而宕機(jī)。
需要注意的是，緩存穿透不僅僅是因?yàn)榫彺嬷袥](méi)有特定的鍵值對(duì)而發(fā)生的，還有可能是針對(duì)一些不存在的鍵發(fā)生，比如惡意攻擊的時(shí)候，攻擊者不停地發(fā)起請(qǐng)求，從而使應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)受到過(guò)載。
解決方案
為了解決緩存穿透問(wèn)題，可以使用三種主要的解決方案：布隆過(guò)濾器、緩存空值和互斥鎖。下面將分別介紹每一種方案。
使用布隆過(guò)濾器
布隆過(guò)濾器是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以用來(lái)檢查一個(gè)元素是否在一個(gè)集合中。其基本原理是通過(guò)一個(gè)數(shù)組和幾個(gè)哈希函數(shù)來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)集合，判斷一個(gè)元素是否在這個(gè)集合中時(shí)，將元素進(jìn)行哈希處理，并在對(duì)應(yīng)的數(shù)組位置上標(biāo)記。如果嘗試訪問(wèn)的元素沒(méi)有被標(biāo)記，那么可以確信它不在集合中，這樣就可以避免誤判。
因此，我們可以使用布隆過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾一些不存在或非法的請(qǐng)求，從而減輕后端服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
代碼實(shí)現(xiàn)參考：
“`python
from bitarray import bitarray
import mmh3
class BloomFilter(object):
def __init__(self, size, hash_count):
self.size = size
self.hash_count = hash_count
self.bit_array = bitarray(size)
self.bit_array.setall(0)
def add(self, KEY):
for seed in range(self.hash_count):
result = mmh3.hash(key, seed) % self.size
self.bit_array[result] = 1
def __contns__(self, key):
for seed in range(self.hash_count):
result = mmh3.hash(key, seed) % self.size
if self.bit_array[result] == 0:
return False
return True
使用緩存空值
當(dāng)緩存中沒(méi)有特定的鍵值對(duì)時(shí)，我們也可以使用緩存空值來(lái)解決緩存穿透問(wèn)題。在處理完一個(gè)不存在的請(qǐng)求之后，我們可以將一個(gè)空值（比如None或空字符串）存入緩存，這樣下一個(gè)請(qǐng)求就不會(huì)再漏入后端服務(wù)器了。
代碼實(shí)現(xiàn)參考：
```python
def get_data(id):
result = cache.get(id)
if result is None:
result = db.get(id)
if result is not None:
cache.set(id, result)
else:
# 將空值存入緩存，并設(shè)置過(guò)期時(shí)間
cache.set(id, '', ex=60)
return result
使用互斥鎖
使用互斥鎖是一種比較簡(jiǎn)單的解決方案，當(dāng)多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)到達(dá)緩存層時(shí)，只有一個(gè)請(qǐng)求可以進(jìn)入后端服務(wù)器訪問(wèn)數(shù)據(jù)，其他請(qǐng)求則需要等待。
代碼實(shí)現(xiàn)參考：
“`python
import threading
class Cache(object):
def __init__(self):
self.locks = {}
self.cache = {}
def get(self, key):
if key not in self.cache:
return None
return self.cache[key]
def set(self, key, value):
with self.get_lock(key):
self.cache[key] = value
def get_lock(self, key):
if key not in self.locks:
self.locks[key] = threading.Lock()
return self.locks[key]
總結(jié)
在本文中，我介紹了三種主要的解決方案，用于解決緩存穿透問(wèn)題，包括布隆過(guò)濾器、緩存空值和互斥鎖。
如果您正在面試過(guò)程中遇到這個(gè)問(wèn)題，那么您可以引導(dǎo)面試官討論這些解決方案，從而展示您的技術(shù)水平。我希望您能夠成功應(yīng)對(duì)這種類(lèi)型的面試題，并在工作中應(yīng)用到相關(guān)技術(shù)。
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本文名稱(chēng)：解謎挑戰(zhàn)Redis緩存穿透面試題（redis緩存穿透面試題）
網(wǎng)站路徑：http://www.dlmjj.cn/article/djcisdd.html
