Cache Invalidation Storm – Wenn das Leeren des Caches Dein Backend Überlastet

Das Szenario: Der Cache crasht die Party

Dein Caching sorgt dafür, dass deine App fehlerfrei und schnell arbeitet. Alles läuft reibungslos. Doch dann plötzlich: ein Einbruch. Die Ladezeiten steigen, deine Datenbank kommt ins Straucheln. Und die Nutzer? Die bekommen es direkt zu spüren.

Du wirfst einen Blick in die Logs – und da ist es. Ein großer Teil deines Caches wurde gleichzeitig ungültig. Das Resultat? Eine gewaltige Flut an Anfragen, die dein Backend überschwemmt, um den Cache neu aufzubauen. Und zack, bist du mitten in einem „Cache Invalidation Storm“. Schnell, heftig – und plötzlich gerät deine Infrastruktur dadurch aus dem Gleichgewicht.

Der Quick Fix: Die Welle brechen

Um den Schaden zu begrenzen, musst du die Belastung deines Backends schnell reduzieren.

• Reduziere eingehende Anfragen, um die Belastung des Backends zu verringern.
• Verzögere den Wiederaufbau des Caches, um zu verhindern, dass alles gleichzeitig angefragt wird.
• Skaliere vorübergehend die Backend-Kapazität, um den plötzlichen Ansturm zu bewältigen.

Damit ist die Krise erstmal abgewendet! Diese Maßnahmen lösen das Problem allerdings nicht langfristig, aber du gewinnst Zeit, um das System zu stabilisieren, während du an einer dauerhaften Lösung arbeitest.

Das Muster verstehen – und durchbrechen

Ein “Cache Invalidation Storm” entsteht, wenn zu viele Cache-Daten gleichzeitig ablaufen. Das führt zu einer Lawine an Backend-Anfragen, die den Cache auf einen Schlag neu aufbauen wollen. Die Folge: sinkende Performance – im schlimmsten Fall sogar ein Totalausfall.

Das passiert häufiger, als man denkt. Vor allem in Systemen, die stark auf Caching setzen, aber die Invalidierung nachrangig behandeln.

Die eigentliche Lösung: Cache-Invaliderung überdenken

„Cache Invalidation Storms“ entstehen nicht zufällig – sie sind die Folge von Invalidierungsstrategien, die zur Folge haben, dass alle Daten gleichzeitig ablaufen. Um das zu vermeiden, braucht es smartere Muster im Cache-Management.

• Abgelaufene Daten stufenweise entfernen → Setze unterschiedliche TTLs (Time-to-Live), um synchronisierte Invalidierung zu vermeiden.
• Lazy Loading → Baue Cache-Einträge nur dann wieder auf, wenn sie tatsächlich angefordert werden, nicht alle auf einmal.
• Cache-Key-Versionierung → Aktualisiere die Caches schrittweise, anstatt alle auf einmal ungültig zu machen.
• Pre-Warming → Baue kritische Cache-Einträge proaktiv auf, bevor sie ablaufen, um die Last zu verringern.

Kurz gesagt:

Ein “Cache Invalidation Storm” ist selten Zufall – meist steckt eine unausgereifte Strategie dahinter. Mit ein paar gezielten Anpassungen bei der Ablaufsteuerung, dem Ladeverhalten und der Cache-Versionierung kannst du eine Überlastung des Backends vermeiden und die Leistung stabil halten – selbst wenn der Cache komplett geleert wird.

Also: Schraub an deiner Strategie, gönn deinem Backend eine Verschnaufpause und und kümmere dich rechtzeitig um deinen Cache.

Stay tuned,
Matthias

Dieser Blog Post ist Teil unserer mehrteiligen Serie in der wir typische Software Outages beschreiben und euch dabei helfen sie schnell zu beheben. Alle weiteren Posts findet ihr unter Vorwort: Wie Du das Chaos managest – Der richtige Umgang mit Software-Incidents | QualityMinds.