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redis Redis 缓存穿透解决方案

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Sakura
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发布于: 2021 年 04 月 10 日

1. Redis 缓存穿透解决方案

1.1. 缓存穿透的场景

get 传参数,参数一般是 id,如果这个 id 是一个无效 id

String key = request.getParameter("key");List<BuyCart> list = new ArrayList();//习惯性会用json来保存结构数据String cartJson = redisOperator.get(key);if(StringUtls.isBlank(cartJson)){  //redis里面没有保存这个key  list = cartService.getCarts(key);  //从数据库里查出来然后写入redis  if(list!=null&&list.size()>0){    redisOperator.set("cartId:"+key,JsonUtils.objectToJson(list));  }else{    redisOperator.set("cartId:"+key,JsonUtils.objectToJson(list),10*60);  }}else{  //redis里有值  list = JsonUtils.jsonToList(list));}
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假如我系统被人攻击了,如何攻击?

get 传参数,传 N 个无效的 id

1.2. 布隆过滤器 bloomfilter

之前讲了一个 hyperloglog,保存不重复的基数个数:比如记录访问的 UV,我只需要个数

场景描述

比如我们一个新闻客户端,不断的给用户推荐的新闻,推荐去重,还要高效

这个时候你想到 Redis,能实时推送并快速去重

用户 A:1 2 3 4 5 6(2 7 9)每个用户都应该有一个浏览的历史记录:一旦时间长了,是不是数据量就非常大

如果用户量也很大怎么办?

这个时候我们的布隆过滤器就登场了

总结一下

  • 布隆过滤器可以判断数据是否存在

  • 并且可以节省 90%以上的存储空间

  • 但匹配精度会有一点不准确(涉及空间和时间的转换:0.01%)

1.2.1. 布隆过滤器的运行场景

它本身是一个二进制的向量,存放的就是 0,1

比如我们新建一个长度为 16 的布隆过滤器

所以布隆过滤器的精度是取决于 bloom 的存储大小的的,如果长度越大,精度就越高

布隆过滤器的特征

  • 精度是取决于 bloom 的存储大小的的,如果长度越大,精度就越高

  • 只能判断数据是否一定不存在,而无法判断数据是否一定存在

  • bloom 的存储节点不能删除,一旦删除就影响其他节点数据的特征了

布隆过滤器存储的节点数据一定是历史数据

1.2.2. 布隆过滤器的使用

到入 google 的 guava 的 POM


   <dependency>            <groupId>com.google.guava</groupId>            <artifactId>guava</artifactId>            <version>28.2-jre</version>        </dependency>
复制代码

BloomFilter 的代码测试

public class BloomFilterTest {    public static void main(String[] args) {            //字符集,bf的存储长度一般是你要存放的数据量1.5-2倍,期望的误判率        BloomFilter bf = BloomFilter.create(Funnels.stringFunnel(Charset.forName("utf-8")),100000,0.0001);        for(int i=0;i<100000;i++){            bf.put(String.valueOf(i));        }        int flag = 0;        for(int i=100000;i<200000;i++){            if(bf.mightContain(String.valueOf(i))){                flag++;            }        }        System.out.println("误判了:"+flag);
}}
复制代码

1.2.3. Redis 集成布隆过滤器

Redis 官方提供的布隆过滤器支持的是到了 Redis4.x 以后提供的插件功能

# 下载bloomfilter的插件wget https://github.com/RedisLabsModules/rebloom/archive/v1.1.1.tar.gz# 解压make# 去到redis的配置文件对我们的过滤器进行添加loadmodule /usr/local/software/RedisBloom-1.1.1/rebloom.so# 创建bloomfilter并添加一个值# 默认过滤器长度为100,精度0.01 : MBbloombf.add users value1 #可以不断添加到同一个keybf.madd users value1 value2# 判断一个值是否存在bf.exists users value1# 判断多个值是否存在bf.mexists users value1 value2 value3# 手工建立bloomfliter的配置bf.reserve userBM 0.001 10000
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1.2.4. Java 集成 Redis BloomFilter

先导入依赖

<dependency>  <groupId>com.redislabs</groupId>  <artifactId>jrebloom</artifactId>  <version>1.2.0</version></dependency>
复制代码

Java 的 bloomfilter 调用

import io.rebloom.client.Client;
public class RedisBloomFilterTest { public static void main(String[] args) { Client bloomClient = new Client("127.0.0.1",6379); //先创建bloomfilter bloomClient.createFilter("userFilter",1000,0.001); bloomClient.add("userFilter","gavin"); System.out.println("bloomfilter:"+bloomClient.exists("userFilter","gavin")); }}
复制代码

1.2.5. 布隆过滤器的使用总结

  • 布隆过滤器如果初始值过大会占用较大空间,过小会误差率高,使用前估计好元素数量

  • error_rate 越小,占用空间就越大

  • 只能判断数据是否一定不存在,而无法判断数据是否一定存在

  • 可以节省 90%的存储空间

  • 但匹配精度会有一点不准确(涉及空间和时间的转换:0.01%)

  • 布隆过滤器只能 add 和 exists 不能 delete


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