Redis缓存异常：穿透、雪崩、击穿

Redis缓存异常

一、缓存雪崩

  缓存雪崩是指缓存的 key 在同一时间大面积的失效，所以后面的请求都会落到数据库上面，造成数据库在短时间内承受大量请求而宕机。

解决方案：

• 缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据同时过期现象发生。

• 一般并发量不是特别多的时候，使用最多的解决方案是加锁排队。

• 给每一个缓存数据增加响应的缓存标记，记录缓存是否失效，如果缓存标记失效则更新数据缓存。

二、缓存穿透

  缓存穿透是指用户请求缓存和数据库中都没有的数据，导致请求落在数据库上，造成数据短时间内承受大量请求而宕机。

解决方案：

• 可以在缓存中增加一个 key-null 值，用户请求时直接返回一个null值。缓存的有效时间可以设置短一点，设置太长可能导致正常情况也无法使用。
• 可以采用布隆过滤器，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。

三、缓存击穿

  缓存击穿是指一个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，就像在一个屏障上凿开了一个洞，数据库瞬间压力过大宕机。

解决方案：

• 如果这个 key 被经常访问说明这是个热点 key ，可以设置这个热点 key 永不过期。

• 加互斥锁，使用 mutex 。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load db，而是先使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作，比如 Redis 的 SETNX 去set一个mutex key，当操作返回成功时，再进行 load db 的操作并回设缓存；

  也就是对缓存查询加锁，如果KEY不存在，就加锁，然后查数据库入缓存，然后解锁；其他进程如果发现有锁就等待，然后等解锁后返回数据。

四、缓存预热

  缓存预热是指系统上限之后，将相关的缓存数据直接加载到缓存当中，这样可以避免在用户请求的时候直接查询数据库，这样用户直接请求到已被加载到缓存中数据。

解决方案：

• 直接写个缓存刷新页面，上线前手工操作。
• 相关的数据量不大的时候，可以在项目启动时自动加载。
• 定时刷新缓存。

五、假如Redis里面有1亿个key，其中有10w个key是以某个固定的已知的前缀开头的，如果将它们全部找出来？

使用keys指令可以扫出指定模式的key列表。

但因为是单线程的，如果这个redis正在给线上的业务提供服务，那使用keys指令会导致线程阻塞一段时间，线上服务会停顿，直到指令执行完毕，服务才能恢复。

这个时候可以使用scan指令，scan指令可以无阻塞的提取出指定模式的key列表，但是会有一定的重复概率，在客户端做一次去重就可以了，但是整体所花费的时间会比直接用keys指令长。