什么是緩存穿透？（查不到）

緩存穿透是指，用戶想要查詢一個(gè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有，也就是緩存沒(méi)有命中，于是向持久層數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，發(fā)現(xiàn)也沒(méi)有，于是本次查詢失敗。當(dāng)用戶請(qǐng)求很多的時(shí)候，緩存都沒(méi)有命中（如秒殺場(chǎng)景?。?，于是都去請(qǐng)求了持久層數(shù)據(jù)庫(kù)。這會(huì)給持久數(shù)據(jù)庫(kù)造成很大壓力，這時(shí)候就相當(dāng)于出現(xiàn)了緩存穿透。

緩存穿透.png

解決方案

• 布隆過(guò)濾器（Bloom Filter）

布隆過(guò)濾器是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)所有可能查詢的參數(shù)以hash形式存儲(chǔ)，在控制層先進(jìn)行校驗(yàn)，不符合則丟棄，從而避免了對(duì)底層存儲(chǔ)系統(tǒng)的查詢壓力。

Bloom Filter.png

• 緩存空對(duì)象（Cache Null）

當(dāng)存儲(chǔ)層不命中后，即使返回的空對(duì)象也將其緩存起來(lái)，同時(shí)會(huì)設(shè)置一個(gè)過(guò)期時(shí)間，之后再訪問(wèn)這個(gè)數(shù)據(jù)將會(huì)從緩存中獲取，保護(hù)了后端數(shù)據(jù)源。

Cache Null.png

利用緩存空對(duì)象方式處理所存在的問(wèn)題：

• 若空值能夠被緩存起來(lái)，這就意味著緩存需要更多的空間存儲(chǔ)更多的鍵，因?yàn)檫@當(dāng)中可能會(huì)有很多的空值的鍵。
• 即使對(duì)空值設(shè)置了過(guò)期時(shí)間，還是會(huì)存在緩存層和存儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)會(huì)有一點(diǎn)時(shí)間窗口上的不一致，這對(duì)于需要保持?jǐn)?shù)據(jù)一直性的業(yè)務(wù)會(huì)有一定影響。

緩存擊穿（量太大，緩存過(guò)期）

緩存擊穿是指一個(gè)key非常熱點(diǎn)，在不停地扛著大并發(fā)，大并發(fā)集中對(duì)這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn)，當(dāng)這個(gè)key失效的瞬間，持續(xù)的大并發(fā)就會(huì)擊穿緩存，直接請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)，就像是再屏幕上鑿開(kāi)了一個(gè)洞。

當(dāng)某個(gè)key在過(guò)期的瞬間，有大量請(qǐng)求并發(fā)訪問(wèn)，這類(lèi)數(shù)據(jù)一般是熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，由于緩存過(guò)期，會(huì)同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)查詢最新數(shù)據(jù)，并且回寫(xiě)緩存，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)瞬間壓力過(guò)大。

解決方案

• 設(shè)置熱點(diǎn)數(shù)據(jù)永不過(guò)期

從緩存層面來(lái)看，沒(méi)有對(duì)熱點(diǎn)key設(shè)置過(guò)期時(shí)間，所以不會(huì)出現(xiàn)熱點(diǎn)key過(guò)期后所產(chǎn)生的問(wèn)題。

• 加互斥鎖（setnx）

分布式鎖：使用分布式鎖，保證對(duì)于每個(gè)key同時(shí)只有一個(gè)線程去查詢后端服務(wù)，其他線程沒(méi)有獲得分布式鎖的權(quán)限，因此只需要等待即可。這種方式將高并發(fā)的壓力轉(zhuǎn)移到了分布式鎖，因此對(duì)分布式鎖的考驗(yàn)很大。

緩存雪崩

緩存雪崩是指，在某一個(gè)時(shí)間段，緩存集體失效。Redis宕機(jī)！

解決方案

• Redis HA

既然redis可能發(fā)生宕機(jī)，那不如多部署幾臺(tái)，搭建redis集群，實(shí)現(xiàn)異地多活！

• 限流降級(jí)

在緩存失效后，通過(guò)加鎖或隊(duì)列來(lái)控制讀數(shù)據(jù)庫(kù)和寫(xiě)緩存的線程數(shù)量。比如對(duì)某個(gè)key只允許一個(gè)線程查詢數(shù)據(jù)和寫(xiě)緩存，其他線程等待。

• 數(shù)據(jù)預(yù)熱

在正式部署之前，我們可以先把可能的數(shù)據(jù)預(yù)先訪問(wèn)一遍，這樣部分可能大量被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)就會(huì)加載到緩存中。在即將發(fā)生大并發(fā)訪問(wèn)前手動(dòng)觸發(fā)加載緩存不同的key，設(shè)置不同的過(guò)期時(shí)間，讓緩存失效的時(shí)間點(diǎn)盡量均勻。