キャッシュシステムはどのようにして誤動作するのか

以下の図は、キャッシュに問題が発生する可能性がある 4 つの典型的なケースとその解決策を示しています。

雷の群れ問題これは、キャッシュ内の多数のキーが同時に期限切れになった場合に発生します。その後、クエリリクエストがデータベースに直接ヒットし、データベースが過負荷になります。

この問題を軽減するには 2 つの方法があります。1 つは、キーに同じ有効期限を設定せず、構成に乱数を追加することです。もう 1 つは、コアビジネスデータのみがデータベースにアクセスできるようにし、キャッシュがバックアップされるまで非コアデータがデータベースにアクセスできないようにすることです。

キャッシュの侵入これは、キーがキャッシュまたはデータベースに存在しない場合に発生します。アプリケーションは、キャッシュを更新するためにデータベースから関連データを取得できません。この問題により、キャッシュとデータベースの両方に多大な負荷がかかります。

これを解決するには、2 つの提案があります。 1 つは、データベースへのアクセスを避けるために、存在しないキーの null 値をキャッシュすることです。もう 1 つは、ブルームフィルターを使用して最初にキーの存在を確認し、キーが存在しない場合はデータベースへのアクセスを回避することです。

キャッシュの内訳これは雷の群れの問題と似ています。ホットキーの有効期限が切れたときに発生します。大量のリクエストがデータベースにヒットします。

ホットキーはクエリの 80% を占めるため、ホットキーの有効期限は設定しません。

キャッシュクラッシュこれは、キャッシュがダウンし、すべてのリクエストがデータベースに送られるときに発生します。

この問題を解決するには 2 つの方法があります。 1 つはサーキットブレーカーを設定することです。キャッシュがダウンすると、アプリケーションサービスはキャッシュやデータベースにアクセスできなくなります。もう 1 つは、キャッシュの可用性を向上させるためにキャッシュ用のクラスターをセットアップすることです。

日本語版は Ai 支援を使用しているため、小さな間違いが存在する可能性があることをご了承ください。キャッシュシステムはどのようにして誤動作するのか

著者

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