架构师 0 期 | 缓存 -- 提升性能大杀器

啥是缓存？

缓存是介于数据访问者和数据源之间的一种高速存储，当数据需要多次读取的时候，用于加速读取速度。

一般来说，数据的使用原则都是二八原则，比如微博，经常被访问的数据一般都是明星发布的微博之类的数据，这些数据会被大量的人访问，而普通人的数据访问量很小，甚至没有。

解决方案就是使用一种更快的存储介质放一小部分经常使用的数据（热点数据），供系统反复使用。以此提升系统性能。



缓存的关键指标

是缓存命中率。 命中率越高，效果越好。



影响命中率的主要指标

1. 缓存键集合大小

2. 缓存可使用内存空间

3. 缓存对象的生存时间



缓存类型

通读缓存（read-through）

1. 代理缓存

2. 反向代理缓存

3. CDN缓存





旁路缓存（cache-aside）

1. CDN





缓存为啥能大幅提高性能

1. 使用介质是内存，比磁盘快

2. 可以缓存中间形态，不用再计算

3. 降低数据库、磁盘、网络的负载压力



缓存虽好处多多，使用还得看场景

1. 频繁修改的数据，不适合。 读写比例至少是2：1以上，才有意义。 否则写一次缓存，就对一次不如直接去磁盘读了。

2. 没热点，不适合。 遵循二八定律，内存空间有限，热点集中在一小部分才适合用。

3. 数据不一致、脏读。 一般会设置数据失效时间，超时的数据就需要重新读取。

4. 缓存雪崩。 当缓存大量不可用时，就导致使数据库崩溃，连锁反应，全部崩溃。这种情况甚至不能重启缓存服务器和数据库服务器恢复网站。因为，重启的缓存数据库是空的，请求会直接穿透到达数据库服务器，数据库根本无法承受这种规模的流量，只能等半夜，流量高峰过去，才能恢复。

5. 缓存预热。 热点数据可能需要通过LRU算法一点点淘汰筛选出来的，时间过长，所以提前预热。

6. 缓存穿透。 恶意攻击某个不存在的数据，会直接到数据库。看起来就像穿透一样。数据库压力太大，就崩了。 简单的策略计是将不存在的数据也缓存起来（value值为null），设定一个较短的失效时间。