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Memcached笔记——（四）应对高并发攻击

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近半个月过得很痛苦，主要是产品上线后，引来无数机器用户恶意攻击，不停的刷新产品各个服务入口，制造垃圾数据，消耗资源。他们的最好成绩，1秒钟可以并发6次，赶在Database入库前，Cache进行Missing Loading前，强占这其中十几毫秒的时间，进行恶意攻击。

 

相关链接： 
Memcached笔记——（一）安装&常规错误&监控 
Memcached笔记——（二）XMemcached&Spring集成 
Memcached笔记——（三）Memcached使用总结 

Memcached笔记——（四）应对高并发攻击

 

为了应对上述情况，做了如下调整：

 

  1. 更新数据时，先写Cache，然后写Database（双写），如果可以，写操作交给队列后续完成。
  2. 限制统一帐号，同一动作，同一秒钟并发次数，超过1次不做做动作，返回操作失败。
  3. 限制统一用户，每日动作次数，超限返回操作失败。

要完成上述操作，同事给我支招。用Memcached的add方法，就可以很快速的解决问题。不需要很繁琐的开发，也不需要依赖数据库记录，完全内存操作。

以下实现一个判定冲突的方法：

 

	/**
	 * 冲突延时 1秒
	 */
	public static final int MUTEX_EXP = 1;
	/**
	 * 冲突键
	 */
	public static final String MUTEX_KEY_PREFIX = "MUTEX_";

	/**
	 * 冲突判定
	 * 
	 * @param key
	 */
	public boolean isMutex(String key) {
		return isMutex(key, MUTEX_EXP);
	}

	/**
	 * 冲突判定
	 * 
	 * @param key
	 * @param exp
	 * @return true 冲突
	 */
	public boolean isMutex(String key, int exp) {
		boolean status = true;
		try {
			if (memcachedClient.add(MUTEX_KEY_PREFIX + key, exp, "true")) {
				status = false;
			}
		} catch (Exception e) {
			logger.error(e.getMessage(), e);
		}
		return status;
	}

 

做个说明：

 

选项 说明
add 仅当存储空间中不存在键相同的数据时才保存
replace 仅当存储空间中存在键相同的数据时才保存
set 与add和replace不同，无论何时都保存

也就是说，如果add操作返回为true，则认为当前不冲突！

 

回归场景，恶意用户1秒钟操作6次，遇到上述这个方法，只有乖乖地1秒后再来。别小看这1秒钟，一个数据库操作不过几毫秒。1秒延迟，足以降低系统负载，增加恶意用户成本。

 

附我用到的基于XMemcached实现：

 

import net.rubyeye.xmemcached.MemcachedClient;

import org.apache.log4j.Logger;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 
 * @author Snowolf
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
@Component
public class MemcachedManager {

	/**
	 * 缓存时效 1天
	 */
	public static final int CACHE_EXP_DAY = 3600 * 24;

	/**
	 * 缓存时效 1周
	 */
	public static final int CACHE_EXP_WEEK = 3600 * 24 * 7;

	/**
	 * 缓存时效 1月
	 */
	public static final int CACHE_EXP_MONTH = 3600 * 24 * 30 * 7;

	/**
	 * 缓存时效 永久
	 */
	public static final int CACHE_EXP_FOREVER = 0;

	/**
	 * 冲突延时 1秒
	 */
	public static final int MUTEX_EXP = 1;
	/**
	 * 冲突键
	 */
	public static final String MUTEX_KEY_PREFIX = "MUTEX_";
	/**
	 * Logger for this class
	 */
	private static final Logger logger = Logger
			.getLogger(MemcachedManager.class);

	/**
	 * Memcached Client
	 */
	@Autowired
	private MemcachedClient memcachedClient;

	/**
	 * 缓存
	 * 
	 * @param key
	 * @param value
	 * @param exp
	 *            失效时间
	 */
	public void cacheObject(String key, Object value, int exp) {
		try {
			memcachedClient.set(key, exp, value);
		} catch (Exception e) {
			logger.error(e.getMessage(), e);
		}
		logger.info("Cache Object: [" + key + "]");
	}

	/**
	 * Shut down the Memcached Cilent.
	 */
	public void finalize() {
		if (memcachedClient != null) {
			try {
				if (!memcachedClient.isShutdown()) {
					memcachedClient.shutdown();
					logger.debug("Shutdown MemcachedManager...");
				}
			} catch (Exception e) {
				logger.error(e.getMessage(), e);
			}
		}
	}

	/**
	 * 清理对象
	 * 
	 * @param key
	 */
	public void flushObject(String key) {
		try {
			memcachedClient.deleteWithNoReply(key);
		} catch (Exception e) {
			logger.error(e.getMessage(), e);
		}
		logger.info("Flush Object: [" + key + "]");
	}

	/**
	 * 冲突判定
	 * 
	 * @param key
	 */
	public boolean isMutex(String key) {
		return isMutex(key, MUTEX_EXP);
	}

	/**
	 * 冲突判定
	 * 
	 * @param key
	 * @param exp
	 * @return true 冲突
	 */
	public boolean isMutex(String key, int exp) {
		boolean status = true;
		try {
			if (memcachedClient.add(MUTEX_KEY_PREFIX + key, exp, "true")) {
				status = false;
			}
		} catch (Exception e) {
			logger.error(e.getMessage(), e);
		}
		return status;
	}

	/**
	 * 加载缓存对象
	 * 
	 * @param key
	 * @return
	 */
	public <T> T loadObject(String key) {
		T object = null;
		try {
			object = memcachedClient.<T> get(key);
		} catch (Exception e) {
			logger.error(e.getMessage(), e);
		}
		logger.info("Load Object: [" + key + "]");
		return object;
	}

}

 

PS：Redis的SETNX（即SET if Not eXists，类似于memcache的add）

 

相关链接： 
Memcached笔记——（一）安装&常规错误&监控 
Memcached笔记——（二）XMemcached&Spring集成 
Memcached笔记——（三）Memcached使用总结 

Memcached笔记——（四）应对高并发攻击

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评论
10 楼 diyutaizi3721 2015-11-04  
不知道 大神  有没有 高并发下get数据时 遇到过net.spy.memcached.OperationTimeoutException: Timeout waiting for value
Caused by: net.spy.memcached.internal.CheckedOperationTimeoutException: Timed out waiting for operation - failing node: /192.168.0.54:11211
9 楼 diyutaizi3721 2015-11-04  
不知道 大神  有没有 高并发下get数据时 遇到过
8 楼 风吟想飞 2014-04-16  
[size=medium]您好，我初次使用XMemcached ，现在有个项目的业务和您在“Memcached笔记——（四）应对高并发攻击”中的业务描述一样，我看了您的文章，但是因为基础薄落，没有很好的明白怎么进行冲突判定。想麻烦您讲解一下。谢谢。[/size]
7 楼 di1984HIT 2014-04-14  
说的非常好啊
6 楼 snowolf 2014-02-26  
richardor 写道
那个超时一个月的常量，少乘7了

好眼力
5 楼 richardor 2014-02-25  
那个超时一个月的常量，少乘7了
4 楼 snowolf 2012-12-11  
zym820910 写道
snowolf 写道
CurrentJ 写道
先写Cache，然后写Database，断电或者故障会导致用户数据丢失。

各有利弊，需要根据业务需求权衡。


写得非常好！应对高并发的时候，我们通常的思维是泄洪模式，通过一道又一道的防洪大堤将洪水分流，尤其是在应对数据要求不严厉的SNS这类产品，异步的保存数据值得提倡！

不过，更好的方式是：通过旁路式架构，解决代码层面的大部分压力。现在很多商城的商品展示和搜索都采用NOSQL技术来应对处理，异步增加或更新，并不显得那么重要了，更多的是通过产品和技术架构来调整，比如通过分析用户喜好，事先静态化搜索结果。

赞同，感谢分享！ 最核心的优化，还是应当在产品层面多下工夫。找到用户-产品-技术，三方都能满足的平衡点。
3 楼 zym820910 2012-12-11  
snowolf 写道
CurrentJ 写道
先写Cache，然后写Database，断电或者故障会导致用户数据丢失。

各有利弊，需要根据业务需求权衡。


写得非常好！应对高并发的时候，我们通常的思维是泄洪模式，通过一道又一道的防洪大堤将洪水分流，尤其是在应对数据要求不严厉的SNS这类产品，异步的保存数据值得提倡！

不过，更好的方式是：通过旁路式架构，解决代码层面的大部分压力。现在很多商城的商品展示和搜索都采用NOSQL技术来应对处理，异步增加或更新，并不显得那么重要了，更多的是通过产品和技术架构来调整，比如通过分析用户喜好，事先静态化搜索结果。
2 楼 snowolf 2012-11-07  
CurrentJ 写道
先写Cache，然后写Database，断电或者故障会导致用户数据丢失。

各有利弊，需要根据业务需求权衡。
1 楼 CurrentJ 2012-11-07  
先写Cache，然后写Database，断电或者故障会导致用户数据丢失。
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