Redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

缓存穿透（查不到）

什么是缓存穿透？

用户想要查询一个数据，发现redis内存数据库没有，也就是缓存没有命中，于是向持久层数据库查询，发现也没有，于是本次查询失败，当用户很多的时候，缓存都没有命中，于是都去请求持久层数据库，这会给持久层数据库造成很大的压力，这时候就相当于出现了缓存穿透

解决方案

布隆过滤器

布隆过滤器是一种数据结构，对所有可能查询的参数以hash形式存储，在控制层先进行校验，不符合则丢弃，从而避免了对底层存储系统的查询压力

缓存空对象

当存储层不命中时，即使返回的空对象也将其缓存起来，同时会设置一个过期时间，之后再访问这个数据会从缓存中获取，保护了后端数据源

但是这种方式存在两个问题

1. 如果空值被缓存起来，意味着缓存需要更多空间存储更多的键，因为这当中可能会有很多的空值的键
2. 即使对空值设置了过期时间，还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，这对于需要保持一致性的业务会有影响

缓存击穿（量太大，缓存过期）

指的是一个key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库

当某个key在过期的瞬间，有大量的请求并发访问，这类数据一般是热点数据，由于缓存过期，会同时访问数据库来查询最新数据，并且回写缓存，回导致数据库瞬间压力过大

解决

设置热点数据永不过期

从缓存层面来看，没有设置过期时间，所以不会出现热点key过期后产生的问题

加互斥锁

使用分布式锁，保证对于每个key同时只有一个线程去查询后端服务，其他线程没有获得分布式锁的权限，因此只需要等待即可，这种方式将高并发的压力转移到了分布式锁，因此对分布式锁的考验很大

缓存雪崩

缓存雪崩是指在某一个时间段，缓存集中过期失效，或者停电等因素导致Redis宕机

其实集中过期，倒不是非常致命，比较致命的缓存雪崩，是缓存服务器某个节点宕机或断网，因为自然形成的缓存雪崩，一定是在某个时间段集中创建缓存，这个时候，数据库也是可以顶住压力的，无非就是对数据库产生周期性的压力而已，而缓存服务节点的宕机，对数据库服务器造成的压力是不可预知的，很有可能瞬间就把数据库压垮

解决

redis高可用

既然redis有可能挂掉，那我多增设几台redis，这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作，其实就是搭建的集群（异地多活）

限流降级

在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量，比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待

数据预热

在正式部署前，先把可能的数据先预先访问一遍，这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中，在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀