Redis之缓存穿透和雪崩

缓存穿透

• 概念
  缓存穿透的概念很简单，用户想要査询一个数据，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，于是都去请求了持久层数据库。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
  1、布隆过滤器
  布降过滤器是一种数据结构，对所有可能査询的参数以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;
  2、缓存空对象
  当存储层不命中后,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将会从缓存中获取，保护了后端数据源;

缓存击穿

• 概述
  这里需要注意和缓存击穿的区别，缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的扛者大并发，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，就像在一个屏障上凿开了一个洞。
  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，会导使数据库瞬间压力过大。

• 解决方案
  1、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。
  2、加互斥锁：分布式锁:使用分布式锁，保证对于每个kev同时只有一个线程去査询后端服务，其他线程没有获得分布式锁的权眼，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

• 概念
  缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效。Redis 宕机!
  产生雪崩的原因之一,比如在写本文的时候,马上就要到双十二零点,很快就会迎来一波抢购，这波商品时间比较集中的放入了缓存，假设缓存一个小时。那么到了凌晨一点钟的时候，这批商品的缓存就都过期了。而对这批商品的访问査询,都落到了数据库上，对于数据库而言，就会产生周期性的压力波峰。于是所有的请求都会达到存储层,存储层的调用量会暴增，造成存储层也会挂掉的情况。
  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。

• 解决方案
  1、redis高可用：这个思想的含义是，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。
  2、限流降级：这个解决方案的思想是，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。
  3、数据预热：数据加热的含义就是在正式部署之前，我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。