透析PHP缓存问题

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PHP缓存

缓存已经成了项目中是必不可少的一部分,它是提高性能最好的方式,例如减少网络I/O、减少磁盘I/O 等,使项目加载速度变的更快。

缓存可以是CPU缓存、内存缓存、硬盘缓存,不同的缓存查询速度也不一样(CPU缓存 > 内存缓存 > 硬盘缓存)。

缓存方式

  • 1、代码级缓存

1)数据缓存:是指数据库查询PHP缓存机制,每次访问页面的时候,都会先检测相应的缓存数据是否存在,如果不存在,就连接数据库,得> 到数据,并把查询结果序列化后保存到文件中,以后同样的查询结果就直接从缓存表或文件中获得。

2)页面缓存:每次访问页面的时候,都会先检测相应的缓存页面文件是否存在,如果不存在,就重新动态生成,得新内容,显示页面并同> 时生成缓存页面文件,这样下次访问的时候页面文件就发挥作用了。(模板引擎和常见的一些PHP缓存机制类通常有此功能)

3)时间触发缓存:检查文件是否存在并且时间戳小于设置的过期时间,如果文件修改的时间戳比当前时间戳减去过期时间戳大,那么就用缓> 存,否则更新缓存。

4)内容触发缓存:当插入数据或更新数据时,强制更新PHP缓存机制。

5)静态缓存:是指静态化,直接生成HTML或XML等文本文件,有更新的时候重生成一次,适合于不太变化的页面。

  • 2、服务器级缓存

1)内存缓存:著名就是Memcached,主要用于多台web服务器,是高性能的,分布式的内存对象PHP缓存机制系统,用于在动态应用中减少数> 据库负载,提升访问速度。

2)操作码缓存:就是在PHP代码解析编译的过程中进行缓存,主要有eaccelerator, apc, phpa,xcache等

3)数据库缓存:就是对sql语句及结果进行缓存,mysql中用的比较多,采用LRU(即least recently used 最近最少使用)算法。

4)基于反向代理的Web缓存:是指在外部请求过来时,设置缓存根据配置文件进行转向解析。这样,服务器请求就可以转发到我们指定的内部地址上,实际就相当于一个内容分发机。如:Nginx,SQUID(一个专用的代理服务器),mod_proxy(apache2以上又分为mod_proxy和mod_cache)。

  • 3、文件缓存

数据文件缓存:将封信频率低,读取率高的数据,缓存成文件,如三级联动数据。

全站静态化:静态HTML,不请求数据库,有利于SEO,页面加载速度快,服务器负担小

CDN缓存:内容分发网络,缓存主要包括 HTML、图片、CSS、JS、XML 等静态资源。

  • 4、NoSQL缓存

Memcached 缓存:高性能的分布式内存缓存服务器,存储各种格式的数据,包括图像、视频、文件等

Redis缓存:高性能的 K/V 数据库,五种常见数据结构:String,List,Set,Sorted set,Hash,

MongoDB缓存:是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的,学习网址:http://www.mongodb.org.cn

缓存的使用场景

一、比如实现一个简单的日志收集功能或发送大量短信、邮件的功能,实现方式是先将数据收集到队列中,然后有一个定时任务去消耗队列,处理该做的事情。

直接使用 Redis 的 lpush,rpop 或 rpush,lpop。

二、比如我们要存储用户信息,ID、姓名、电话、年龄、身高 ,怎么存储?

  • 方案一:key => value
key = user_data_用户ID

value = json_encode(用户数据)

查询时,先取出key,然后进行json_decode解析。
  • 方案二:hash
key = user_data_用户ID

hashKey = 姓名,value = xx

hashKey = 电话,value = xx

hashKey = 年龄,value = xx

hashKey = 身高,value = xx

查询时,取出key即可。

//新增
$redis->hSet(key, hashKey, value);
$redis->hSet(key, hashKey, value);
$redis->hSet(key, hashKey, value);

//编辑
$redis->hSet(key, hashKey, value);

//查询
$redis->hGetAll(key); //查询所有属性
$redis->hGet(key, hashKey); //查询某个属性

方案二 优于 方案一。

三、比如社交项目类似于新浪微博,个人中心的关注列表和粉丝列表,双向关注列表,还有热门微博,还有消息订阅 等等。

以上都用 Redis 提供的相关数据结构即可。

四、Memcached 只存储在内存中,而 Redis 既可以存储在内存中,也可以持久化到磁盘上。

如果需求中的数据需要持久化,请选择 Redis 。

缓存和数据库一致性

  • 新增数据:先新增到数据库,再新增到缓存。
  • 编辑数据:先删除缓存数据,再修改数据库中数据,再新增到缓存。
  • 删除数据:先删除缓存数据,再删除数据库中数据。
  • 查询数据:先查询缓存数据,没有,再查询数据库,再新增到缓存。
  • 强一致性是很难保证的,比如事务一致性,时间点一致性,最终一致性等。

缓存使用问题

对于代码级缓存,除了服务器,网络会影响缓存,基本不会有什么大的问题。但是在高并发的应用中,服务器级缓存就可能会引起严重的问题,主要有以下三种情况:

缓存穿透

500w网站在接到用户请求时,会先判断缓存是否存在,如果存在就直接返回缓存内容,如果不存在,就直接查询DB,得到结果,缓存后再返回给用户。但是,如果用户请求的数据缓存中一直都不存在,那么就会直接查询DB,缓存就没起到作用了,如果请求量很大,就会给DB造成压力,甚至挂掉。

解决办法:对所有可能查询的参数以hash形式存储,在控制层先进行校验,不符合则丢弃。比如:用户请求某个用户abc的个人信息,但实际上abc用户并不存在,这里就会出现缓存穿透。如果在用户第一次请求时,以用户名作为一个key进行缓存,以后请教时,判断key是否存在,如果存在就返回定义好的结果,如果不存在,也不让它连续多次查询DB,这样就可以防止缓存被穿透了。

一、设置有规则的Key值,先验证Key是否符合规范。

二、接口限流、降级、熔断,请研究 istio:https://istio.io/

三、布隆过滤器。

四、为不存在的key值,设置空缓存和过期时间,如果存储层创建了数据,及时更新缓存。

缓存失效

引起这个问题的主要原因还是高并发的时候。比如500w网站默认缓存时间是10分钟,并发很高时可能会出在某一个时间 同时生成了很多的缓存,并且过期时间都一样,这个时候就可能引发一当过期时间到后,这些缓存同时失效,请求全部转发到DB,DB可能会压力过重。

解决办法:将缓存失效时间分散开,比如我们可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件。

缓存雪崩

这种情况可能出现在并发访问时候。如果缓存集中在一段时间内失效,DB的压力凸显。当发生大量的缓存穿透,例如对某个失效的缓存的大并发访问就造成了缓存雪崩。

解决办法:解决这个问题,其实是在缓存穿透的防止阶段,我们对缓存查询加锁,如果KEY不存在,就加锁,然后查DB入缓存,然后解锁;其他进程如果发现有锁就等待,然后等解锁后返回数据或者进入DB查询。 一、互斥锁,只允许一个请求去重建索引,其他请求等待缓存重建执行完,重新从缓存获取数据。

二、双缓存策略,原始缓存和拷贝缓存,当原始缓存失效请求拷贝缓存,原始缓存失效时间设置为短期,拷贝缓存设置为长期。

胡梦旭博客
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在那遥远的地方胡梦旭博客

2021-04-28 11:35:31 回复

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