Redis 缓存穿透,雪崩,击穿现象与解决办法

缓存穿透

什么是缓存穿透

缓存穿透，是指查询一个数据库一定不存在的数据。

例如：对于系统A，假设一秒 5000 个请求，结果其中 4000 个请求是黑客发出的恶意攻击。黑客发出的那 4000 个攻击，缓存中查不到，每次你去数据库里查，也查不到。这种恶意攻击场景的缓存穿透就会直接把数据库给打死

解决办法

采用布隆过滤器BloomFilter

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

缓存空值

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。通过这个直接设置的默认值存放到缓存，这样第二次到缓冲中获取就有值了，而不会继续访问数据库

接口限流与熔断、降级

重要的接口一定要做好限流策略，防止用户恶意刷接口，同时要降级准备，当接口中的某些服务不可用时候，进行熔断，失败快速返回机制。

缓存雪崩

什么是缓存雪崩

缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效。

举个栗子：如果首页所有 Key 的失效时间都是 12 小时，中午 12 点刷新的，我零点有个大促活动大量用户涌入，假设每秒 6000 个请求，本来缓存可以抗住每秒 5000 个请求，但是缓存中所有 Key 都失效了。此时 6000 个/秒的请求全部落在了数据库上，数据库必然扛不住，真实情况可能 DBA 都没反应过来直接挂了。

解决办法

加锁排队

key： whiltList value：1000w个uid 指定setNx whiltList value nullValue mutex互斥锁解决，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；否则，就重试整个get缓存的方法

数据预热

缓存预热就是系统上线后，将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。这样就可以避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据缓存的问题!用户直接查询事先被预热的缓存数据!可以通过缓存reload机制，预先去更新缓存，再即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key

双层缓存策略

C1为原始缓存，C2为拷贝缓存，C1失效时，可以访问C2，C1缓存失效时间设置为短期，C2设置为长期。

定时更新缓存策略

失效性要求不高的缓存，容器启动初始化加载，采用定时任务更新或移除缓存，

不同过期时间

设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀

热点数据永不过期

部分用户访问特别频繁的热点数据，设置永不过期

缓存击穿

什么是缓存击穿

缓存击穿是指一个 Key 非常热点，在不停地扛着大量的请求，大并发集中对这一个点进行访问，当这个 Key 在失效的瞬间，持续的大并发直接落到了数据库上，就在这个 Key 的点上击穿了缓存。

解决办法

互斥锁

public static String getData(String key) throws InterruptedException {
    // 从Redis查询数据
    String result = getDataByKV(key);
    // 参数校验
    if (StringUtils.isBlank(result)) {
        try {
            // 获得锁
            if (reenLock.tryLock()) {
                // 去数据库查询
                result = getDataByDB(key);
                // 校验
                if (StringUtils.isNotBlank(result)) {
                    // 插进缓存
                    setDataToKV(key, result);
                }
            } else {
                // 睡一会再拿
                Thread.sleep(100L);
                result = getData(key);
            }
        } finally {
            // 释放锁
            reenLock.unlock();
        }
    }
    return result;
}

热点数据永不过期

不过期将不存在该问题

Peter Lab