Redis缓存问题（图解：三种缓存问题）(3)
在实际的业务场景中，Redis 一般和其他数据库搭配使用，用来减轻后端数据库的压力，比如和关系型数据库 MySQL 配合使用。
Redis 会把 MySQL 中经常被查询的数据缓存起来，比如热点数据，这样当用户来访问的时候，就不需要到 MySQL 中去查询了，而是直接获取 Redis 中的缓存数据，从而降低了后端数据库的读取压力。如果说用户查询的数据 Redis 没有，此时用户的查询请求就会转到 MySQL 数据库，当 MySQL 将数据返回给客户端时，同时会将数据缓存到 Redis 中，这样用户再次读取时，就可以直接从 Redis 中获取数据。流程图如下所示：
在使用 Redis 作为缓存数据库的过程中，有时也会遇到一些棘手问题，比如常见缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩等问题，本节将对这些问题做简单地说明，并且提供有效的解决方案。
缓存穿透
缓存穿透是指当用户查询某个数据时，Redis 中不存在该数据，也就是缓存没有命中，此时查询请求就会转向持久层数据库 MySQL，结果发现 MySQL 中也不存在该数据，MySQL 只能返回一个空对象，代表此次查询失败。如果这种类请求非常多，或者用户利用这种请求进行恶意攻击，就会给 MySQL 数据库造成很大压力，甚至于崩溃，这种现象就叫缓存穿透。
为了避免缓存穿透问题，下面介绍两种解决方案：
1) 缓存空对象
当 MySQL 返回空对象时， Redis 将该对象缓存起来，同时为其设置一个过期时间。当用户再次发起相同请求时，就会从缓存中拿到一个空对象，用户的请求被阻断在了缓存层，从而保护了后端数据库，但是这种做法也存在一些问题，虽然请求进不了 MSQL，但是这种策略会占用 Redis 的缓存空间。
过期时间设置短一点 否则会导致正常数据受到影响 小项目可行，大项目高并发不可行
2) 布隆过滤器
我们知道，布隆过滤器判定不存在的数据，那么该数据一定不存在，利用它的这一特点可以防止缓存穿透。
首先将用户可能会访问的热点数据存储在布隆过滤器中（也称缓存预热），当有一个用户请求到来时会先经过布隆过滤器，如果请求的数据，布隆过滤器中不存在，那么该请求将直接被拒绝，否则将继续执行查询。相较于第一种方法，用布隆过滤器方法更为高效、实用。其流程示意图如下：
3).接口加验证
最大限度过滤异常请求
缓存击穿
缓存击穿是指当用户查询某个数据时，Redis 中不存在该数据，也就是缓存没有命中，但是 MySQL 中存在该数据。
缓存击穿有两种解决方法：
1) 改变过期时间
设置热点数据永不过期。
2) 分布式锁
采用分布式锁的方法，重新设计缓存的使用方式，过程如下：
- 上锁：当我们通过 key 去查询数据时，首先查询缓存，如果没有，就通过分布式锁进行加锁，第一个获取锁的进程进入后端数据库查询，并将查询结果缓到Redis 中。
- 解锁：当其他进程发现锁被某个进程占用时，就进入等待状态，直至解锁后，其余进程再依次访问被缓存的 key。
3) 异步线程
4) 二级缓存
使用二级缓存，保证key值有效
缓存雪崩
缓存雪崩是指缓存中大批量的 key 同时过期，而此时数据访问量又非常大，从而导致后端数据库压力突然暴增，甚至会挂掉，这种现象被称为缓存雪崩。它和缓存击穿不同，缓存击穿是在并发量特别大时，某一个热点 key 突然过期，而缓存雪崩则是大量的 key 同时过期，因此它们根本不是一个量级。
解决方案
- 缓存雪崩和缓存击穿有相似之处，所以也可以采用热点数据永不过期的方法，来减少大批量的 key 同时过期。
- 再者就是为 key 设置随机过期时间，避免 key 集中过期。
- 或者可以设置多级缓存来保证key值有效。
缓存预热
- 是指系统启动时，提前将相关的数据加载到 Redis 缓存系统中。这样避免了用户请求的时再去加载数据。
- 数据可能过期，写个程序，时不时把数据预热，往redis写一次。（mongodb预热用的比较多）
