Redis缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩原因+解决方案

Redis的缓存穿透、击穿、雪崩

　　缓存穿透：key对应的数据在数据源并不存在，每次针对此key的请求从缓存获取不到，请求都会到数据源，从而可能压垮数据源。比如用一个不存在的用户id获取用户信息，不论缓存还是数据库都没有，若黑客利用此漏洞进行攻击可能压垮数据库。

　　缓存击穿：key对应的数据存在，但在redis中过期，此时若有大量并发请求过来，这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存，这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。

　　缓存雪崩：当缓存服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间段失效，这样在失效的时候，也会给后端系统(比如DB)带来很大压力。

 

缓存穿透解决方案：

　　说明：缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时被动写的，并且出于容错考虑，如果从存储层查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询，失去了缓存的意义。在流量大时，可能DB就挂掉了，要是有人利用不存在的key频繁攻击我们的应用，这就是漏洞。

　　解决方案：

　　　　1、采用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。

　　　　2、采用简单粗暴的方法，如果一个查询返回的数据为空，不管是数据不存在，还是系统故障，我们仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。

//伪代码
public object GetProductListNew() {
    // 超时过期时间
    int cacheTime = 300;
    // 缓存key
    String cacheKey = "product_list";

    String cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
    // key 不为空。直接返回
    if (cacheValue != null) {
        return cacheValue;
　　// key为空，则查询数据库
    } else {
        //数据库查询不到，为空
        cacheValue = GetProductListFromDB();
        if (cacheValue == null) {
            //如果发现为空，设置个默认值，也缓存起来
            cacheValue = string.Empty;
        }
        CacheHelper.Add(cacheKey, cacheValue, cacheTime);
        return cacheValue;
    }
}

 

缓存击穿解决方案：

　　说明：key可能会在某些时间点被超高并发地访问，是一种非常“热点”的数据。这个时候，“热点”数据过期，需要考虑一个问题：缓存被“击穿”的问题。

　　解决方案：

　　　　1、设置热点数据永远不过期。

　　　　2、加互斥锁（mutex key）：简单地来说，就是在缓存失效的时候（判断拿出来的值为空），不是立即去访问数据库。这里就使用互斥锁让一个线程去访问数据库，查询一次后更新至缓存，让其他的请求直接访问redis缓存，不直接去查询数据库，减少数据库访问压力。

public static String getData(String key) throws InterruptedException{
    //从缓存读取数据
    String result = getDataFromRedis(key) ;
    //缓存中不存在数据
    if (result == nu11){
    //去获取锁，获取成功，去数据库取数据
        if (reenLock.tryLock())
        {
            //从数据获取数据
            result - getDataFromMy sqL(key);//更新缓存数据
            if (result != nul1)l{
                setDataToCache(key ,result);
            }
            //释放锁
            reenLock.unlock();
        }
        //获取锁失败
        else{
            //暂停100ms再重新去获取数据
            Thread.sLeep(100) ;
            result = getData(key );
        }
    }
    return result;
}

 

 

缓存雪崩解决方案：

　　说明：缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间，而查询数据量巨大，引起数据库压力过大甚至down机。和缓存击穿不同的是，缓存击穿指并发查同一条数据，缓存雪崩是不同数据都过期了，很多数据都查不到从而查数据库。

 　　解决方案：

　　　　1、缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生。

　　　　2、如果缓存数据库是分布式部署，将热点数据均匀分布在不同得缓存数据库中。

　　　　3、设置热点数据永远不过期。