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如何避免apcu_entry 緩存穿透問題

gitbox 2025-05-28

在PHP 的緩存策略中, apcu_entry()函數被廣泛用於簡化緩存的讀寫操作。它通過提供一個回調函數,在緩存不存在時自動生成並存儲數據,使得代碼更加簡潔。但若使用不當,可能會引發“緩存穿透”問題,給系統帶來額外負擔。

本文將探討如何在使用apcu_entry()的過程中有效避免緩存穿透的問題。

什麼是緩存穿透?

緩存穿透指的是緩存系統查詢未命中,並且後端數據庫也查不到數據的情況。攻擊者或爬蟲可以不斷請求不存在的數據,繞過緩存層直接訪問數據庫,造成數據庫壓力驟增。

apcu_entry()的上下文中,如果對每一個未命中的key 都執行一次數據庫查詢,就相當於給了緩存穿透一條綠色通道。

apcu_entry() 的基本用法

$value = apcu_entry("user_123", function() {
    // 從數據庫中獲取數據
    return fetch_user_from_db(123);
});

此代碼邏輯簡潔,若key 不存在則自動調用回調函數並將返回結果存入緩存。然而,如果fetch_user_from_db()返回null (比如用戶不存在),那麼null也會被緩存嗎?默認是的。問題在於:

  • 如果不緩存null ,每次請求都會觸發數據庫;

  • 如果緩存了null ,也要注意緩存時間以及如何區別“查無此數據”和“數據過期”。

如何防止緩存穿透?

1. 顯式緩存“空值”

當數據庫查不到數據時,返回一個特殊標誌值並設置較短的過期時間。例如:

 $value = apcu_entry("user_123", function() {
    $user = fetch_user_from_db(123);
    return $user !== null ? $user : '__NULL__';
});

使用時判斷:

 if ($value === '__NULL__') {
    // 數據不存在,安全地忽略或返回 404
} else {
    // 正常使用數據
}

這樣做可以有效避免重複訪問數據庫的問題。

2. 控制空值的緩存時間

為了避免緩存大量“無效”數據,可以設置空值的緩存時間較短,例如使用apcu_store()替代apcu_entry()

 $key = "user_123";
if (!apcu_exists($key)) {
    $user = fetch_user_from_db(123);
    $value = $user !== null ? $user : '__NULL__';
    apcu_store($key, $value, $user !== null ? 600 : 60);
} else {
    $value = apcu_fetch($key);
}

這種方式更靈活,適用於需要細粒度控制的場景。

3. 加強key 的過濾

緩存穿透往往是由非法或隨機key 導致的。可以對key 做校驗,如用戶ID 是否為整數、是否在合法範圍內:

 function is_valid_user_id($id) {
    return is_numeric($id) && $id > 0 && $id < 1000000;
}

if (!is_valid_user_id($id)) {
    exit('Invalid user ID');
}

只有合法ID 才允許繼續訪問數據庫或緩存系統。

總結

使用apcu_entry()時,如果沒有對空值處理策略,極易引發緩存穿透問題。我們可以通過緩存空值、控製過期時間以及key 校驗等手段來有效規避此風險。合理使用緩存策略不僅能提升性能,還能增強系統的抗壓能力。

記住,緩存設計的目標不是“存下所有數據”,而是“讓大多數請求停在緩存層”。

為了進一步實踐這些建議,可以部署在你自己的環境中,例如:

 $url = "https://gitbox.net/api/user/123";

利用真實場景測試緩存命中與穿透邏輯,有助於加深理解並優化實現。