博客系统性能提升:Redis缓存与布隆过滤器应用探讨

佚名 次浏览

摘要:如果是正儿八经的爬虫,可能会读取你的总页数。但是有些不正经的爬虫或者人,还真以为你有十万+博文,然后就写了这么一个脚本。缓存以及底层数据库的查询压力。的错判率,也就是说,本没有的文章,有可能会访问到!虽然十万博客还没有被百度收录,每天也就寥寥的几十个IP,但是梦想还是有的,万一实现了呢?

在当今信息爆炸的环境下,博客系统具备快速响应能力至关重要。为实现这一目标,高效的缓存技术成为强化系统性能的关键策略。本文以博客系统为例,探讨采用Redis缓存与布隆过滤器技术提高其敏捷性并缓解数据库压力。

Redis缓存优化

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面对博客系统的独特挑战——大量访问和文章核心地位,如何保证其高效运转是一大难题。对此,我们引入尖端的Redis缓存技术进行精确优化。利用文章主键ID作为关键词,直接将数据存储至Redis,如无对应数值则立即启动实时数据检索,以此大幅减轻数据库压力并提升并发处理性能。

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单纯增加内存访问效率不足以应对复杂问题,更为关键的在于设定科学的缓存刷新策略。随着文章频繁变动与大量更改,及时更新缓存以防数据冲突显得尤为必要。因此,设计高效且适当的缓存刷新机制,确保数据的时效性和一致性,具有举足轻重的地位。

布隆过滤器的引入

for num in range(1,1000000):
 //爬死你,开100个线程

在博客社区如雨后春笋般的发展背景下,面对海量并发请求,各大博客平台承受着前所未有的压力。虽然运用缓存策略能在一定程度上缓解这一困境,然而当访问流量超过承载极限时,后端数据库服务器将不可避免地陷入困境。为解决这个问题,我们采用了布隆过滤器技术予以应对。

布隆过滤器凭借其高效准确的搜索性能在快速确定特定元素在数据集中是否存在的应用场景中被广泛使用。在博客系统中,文章唯一识别码ID可映射至庞大的位图空间(Bitmap)。当查询在此未寻获相关关键词时博客怎么被百度收录,系统会立刻返回错误提示以避免额外的数据库压力。

优化效果与实验结果


 com.google.guava
 guava
 25.1-jre

本司秉承严谨原则,依据布隆过滤器效能两大关键标的—效率与误判几率,全面精研。经过对百万级博文样本的实践检验,更加印证了该过滤器具备高效查询及低失误识别之特性。

/**
 * 布隆缓存过滤器
 */
@Component
public class BloomCacheFilter {
 public static BloomFilter bloomFilter = null;
 @Autowired
 private DynamicQuery dynamicQuery;
 /**
 * 初始化
 */
 @PostConstruct
 public void init(){
 String nativeSql = "SELECT id FROM blog";
 List list = dynamicQuery.query(nativeSql,new Object[]{});
 bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.integerFunnel(), list.size());
 list.forEach(blog ->bloomFilter.put(Integer.parseInt(blog.toString())));
 }
 /**
 * 判断key是否存在
 * @param key
 * @return
 */
 public static boolean mightContain(long key){
 return bloomFilter.mightContain((int)key);
 }
}

试验显示,布隆过滤器查询速度极快,仅需0.28毫秒即可完成,完全能够满足系统性能需求。然而,为了权衡效率与精确度,该算法仍有3%的误判风险。

解决误判率的策略

/**
 * 博文
 */
@RequestMapping("{id}.shtml")
public String page(@PathVariable("id") Long id, ModelMap model) {
 if(BloomCacheFilter.mightContain(id)){
 Blog blog = blogService.getById(id);
 model.addAttribute("blog",blog);
 return "article";
 }else{
 return "error";
 }
}

为了缓解布隆过滤器的误解概率,我们可运用以下策略以降低误报次数。尽管该措施可能会轻度影响检索效能,但总的说来,这种影响是微乎其微的。在实施过程中,请务必依据实际需求,适时调整相关参数。

尽管无法完全消除误判,但布隆过滤器可保证其稳定性不受影响。为实现100%的访问覆盖,建议正常运行期间禁用此功能,仅在特殊情况下启用。可利用阿里云的Nacos动态参数配置工具来随需调整该过滤器设置,以获得最佳性能且误判率低的处理方案。

防止缓存穿透的策略

 public static void main(String[] args) {
 int capacity = 1000000;
 int key = 6666;
 BloomFilter bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.integerFunnel(), capacity);
 for (int i = 0; i < capacity; i++) {
 bloomFilter.put(i);
 }
 /**返回计算机最精确的时间,单位纳妙 */
 long start = System.nanoTime();
 if (bloomFilter.mightContain(key)) {
 System.out.println("成功过滤到" + key);
 }
 long end = System.nanoTime();
 System.out.println("布隆过滤器消耗时间:" + (end - start));
}

除布隆滤波技术外,另一值得注意问题便是缓存穿透现象,它可因非法攻击或高负荷访问而致,致使缓存中反复出现数值为空对象。这对存有海量文章的博客系统带来巨大潜在威胁。因此,采取恰当的防护策略至关重要博客怎么被百度收录,包括设定合理的缓存期、控制访问次数及启动验证码来有效减少攻击风险。

面对未来的挑战与展望

 public static void main(String[] args) {
 int capacity = 1000000;
 BloomFilter bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.integerFunnel(), capacity);
 for (int i = 0; i < capacity; i++) {
 bloomFilter.put(i);
 }
 int sum = 0;
 for (int i = capacity + 20000; i < capacity + 30000; i++) {
 if (bloomFilter.mightContain(i)) {
 sum ++;
 }
 }
 //0.03
 DecimalFormat df=new DecimalFormat("0.00");//设置保留位数
 System.out.println("错判率为:" + df.format((float)sum/10000));
}

尽管当前博客系统流量尚未引发大规模影响,但对未来挑战需保持警惕且迅速采取应对措施。随着科技日新月异,新型攻击手段不断涌现,因此我们须定期优化和增强系统,持续关注新兴技术及挑战,以保证系统稳定运行并加固安全防线。

结语

public static  BloomFilter create(Funnel funnel, long expectedInsertions) {
 return create(funnel, expectedInsertions, 0.03D);
}

通过引入Redis及布隆过滤器优化博客系统后,显著提升了整体性能及防护能力,证明此举确具实效性。然当前并无尽善之策,故今后仍需在实践中不断探究升级之道。我信心饱满,决定持续研究其他优化策略,致力于为用户提供更佳的博客服务体验。

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