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防缓存污染(Cache Pollution Prevention)是指采取措施防止无用或低价值的数据占用缓存空间,从而降低缓存命中率和系统性能的现象。
什么是缓存污染?
缓存污染(Cache Pollution)是指以下现象之一:
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低频或一次性访问的数据被缓存,挤占了原本用于热门数据的空间;
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缓存中保存了无效、过时或错误的数据;
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被恶意用户利用,通过频繁请求大量随机或冷门数据,占用缓存资源(称为缓存投毒攻击,例如CDN防护时遇到的“热点冷却”问题)。
防缓存污染的目的
提升缓存命中率,保证高效的数据访问,防止缓存资源浪费和性能下降,提升系统稳定性与安全性。
防缓存污染的常见策略
策略 | 描述 |
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访问频次过滤 | 只有访问次数超过某个阈值的数据才被缓存(LRU+LFU策略结合) |
缓存白名单/黑名单 | 只允许特定类型或来源的数据进入缓存 |
最小缓存时间限制 | 对缓存的时间进行限制,避免长期存储低价值内容 |
主动预热与淘汰机制 | 主动缓存热点数据,快速淘汰冷数据 |
使用布隆过滤器等辅助结构 | 判断某些数据是否值得缓存 |
防御恶意访问 | 对高频异常请求进行速率限制、防刷机制 |
应用场景举例
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CDN缓存污染防护:防止黑客通过构造大量不存在的URL污染边缘缓存,降低静态资源命中率。
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数据库查询缓存:避免缓存用户个性化一次性查询结果,影响其他常用查询的命中率。
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Web应用服务器缓存:控制缓存哪些页面,防止动态页面污染静态缓存区。