CPU击穿是指在使用缓存时,一个超高频事件导致缓存失效,CPU不得不重新去内存中获取数据,导致系统性能严重降低。
CPU击穿产生的原因是缓存失效,这个失效可以有两个方面:
第一,数据从来没有被缓存过,第一次获取开销一定会较大,需要从内存中获取,缓存命中率为0。
第二,缓存已经存在,但是数据被其他请求所删除,而其他请求需要的数据再也不会使用,这个时候重新获取数据的过程也会导致缓存失效,从而产生CPU击穿。
为了防止CPU击穿,可以使用以下两种方式:
第一种:使用互斥锁。由于在高并发的情况下,多个线程都可能争抢同一个资源,使用互斥锁可以保证同一时间只有一个线程对共享资源进行修改。这样,即使缓存中的数据被删除了,其他线程也无法获取该资源,直到原有线程完成处理后释放锁后,其他线程才能继续对共享资源进行操作。
第二种:使用分布式锁。分布式锁与互斥锁的异同之处在于:互斥锁是一个线程内部进行的,而分布式锁在多个线程间进行的。通过分布式锁,可以保证在分布式系统中同一时间只有一个节点可以获取到锁,并对共享资源进行修改,还可以实现锁的自动释放等功能。
在某种特定的情况下,还需要采用特别的方式来处理CPU击穿。
当大量请求访问一个不存在的缓存键的时候,这个时候,多个进程将会阻塞在同样的缓存读取操作上。这个时候,应该动态地添加一个标记到这个键上,并使用自旋锁来确保只有一个线程加载数据并将其写入缓存中,从而避免了CPU击穿造成的性能瓶颈。
综上所述,CPU击穿虽然是一个看似小小的问题,但却有时会严重影响系统服务的性能表现,必须十分重视。一旦发现了CPU击穿问题,及时采取对应的处理措施,才能够保证系统的平稳运行。