redis的缓存穿透和缓存击穿和缓存雪崩

缓存穿透

这是一个站点查询的数据流程

由于请求web服务的频率突然加大，服务器的压力也就很大，因为请求的数据正常请求或(非法请求)大部分都是没有存在于redis中
的，使用会去到数据库中查询，从而造成服务器崩溃

或者可以这样理解

一个一定不存在缓存及查询不到的数据，由于缓存是不命中时被改写的，并且出于容错考虑，如果从存储层差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

总得来说，产生缓存穿透的原因

1.应用服务器压力变大了
2.redis命中率降低
3.一直查询数据库

解决方案
1.对空值缓存

如果一个查询返回的数据为空（不管是数据存不存在），把这个空结果(null)进行缓存，设置空结果的过期时间会很短，最长不超过五分钟

2.设置可访问的名单(白名单)

使用bitmaps类型定义一个可以访问的名单，名单id作为bitmaps的偏移量，每次访问和bitmap里面的id进行比较，如果访问id不存在bitmaps里面，就进行拦截，不允许访问

3.采用布隆过滤器

1.布隆过滤器是一个很长的二进制向量(位图)和一系列随机映射函数(哈希函数)
2.布隆过滤器可以用于检索一个元素是否在一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间都远远超过一般算法。缺点是有一点的误识别率和删除困难
3.将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmaps中，一个一定不存在的数据会被这个bitmaps拦截，从而避免了对底层存储系统的查询和压力

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当发现redis的命中率开始急速降低，需要排查访问对象和访问的数据，和运维人员配合，可以设置黑名单限制服务

缓存击穿

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，需要考虑一个问题：缓存被击穿问题

出现的原因

1.数据库访问压力瞬间增加
2.redis里面没有出现大量key过去
3.redis正常运行

缓存击穿

1.redis的某个key过期了，大量访问使用这个key，由于redis中这个key已经过去了，然后还有非常多的请求一下子去请求这个key，所以就会造成服务器崩溃

解决方案

1.提前设置热门数据

在redis高峰访问之前，把一些热门数据提前存入到redis中，加大这些热门数据key的时长

2.实时调整：

监控哪些热门数据，实时调整key的过期时长

3.使用锁

(1)在缓存失效的时候(判断拿出来的值为空)，不是立即去load db (2)使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作

缓存雪崩

key对应的数据存在，但在redis中过期，此时有大量
的并发请求过来，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中，这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮

缓存雪崩与缓存击穿的区别

缓存雪崩与缓存击穿针对很多key缓存，但是缓存雪崩的某一个key是可以正常访问后者是不能访问

解决方案
1.构建多级缓存架构

nginx缓存 + redis缓存 + 其他缓存(ehcache)

2.使用锁或队列

用加锁或者队列的方式保证不会有大量的线程对数据库进行一次性读写，从而避免生效时大量的并发请求落到底层存储系统上，不适用于高并发

3.设置过期标志更新缓存

记录缓存数据是否过期（设置提前量），如果过期会触发通知另外的线程在后台去更新实际key的缓存

4.将缓存失效时间分散开

比如我们可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件