緩存穿透
緩存穿透是指查詢一個緩存和數(shù)據(jù)庫中都沒有的數(shù)據(jù)，由于大部分緩存策略是被動加載的，并且出于容錯考慮，如果從存儲層查不到數(shù)據(jù)則不寫入緩存，這將導(dǎo)致這個不存在的數(shù)據(jù)每次請求都要到存儲層去查詢，失去了緩存的意義。用戶不斷發(fā)起請求，在流量大時，就可能對DB形成巨大的壓力，利用不存在的key頻繁攻擊應(yīng)用也是很大的問題。
解決方案：
1.緩存和數(shù)據(jù)庫中都不存在的數(shù)據(jù)，可以將此key對應(yīng)的value設(shè)置為一個默認(rèn)的值，比如“NULL”，并設(shè)置一個緩存的失效時間，這時在緩存失效之前，所有通過此key的訪問都被緩存擋住了。后面如果此key對應(yīng)的數(shù)據(jù)在DB中存在時，緩存失效之后，通過此key再去訪問數(shù)據(jù)，就能拿到新的value了。
2.接口層增加校驗，比如用戶鑒權(quán)校驗，id根據(jù)數(shù)據(jù)場景做基礎(chǔ)校驗，id<=0的直接攔截。
3.布隆過濾器
關(guān)于布隆過濾器，后面會詳細(xì)介紹。布隆過濾器是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用極小的內(nèi)存，可以判斷大量的數(shù)據(jù)“一定不存在或者可能存在”。
對于緩存穿透，我們可以將查詢的數(shù)據(jù)條件都哈希到一個足夠大的布隆過濾器中，用戶發(fā)送的請求會先被布隆過濾器攔截，一定不存在的數(shù)據(jù)就直接攔截返回了，從而避免下一步對數(shù)據(jù)庫的壓力。
緩存擊穿
緩存擊穿是指緩存中的一個熱點Key(比如一個秒殺商品)，在某個時間點過期的時候，恰好在這個時間點訪問量劇增，對這個Key有大量的并發(fā)請求過來，請求發(fā)現(xiàn)緩存過期一般都會從后端DB加載數(shù)據(jù)并回設(shè)回緩存，但就在緩存中的數(shù)據(jù)還沒有完全從DB中加載過來的這個時間段期間，并發(fā)瞬間造成大量請求直接擊穿到DB，對DB形成巨大壓力。緩存擊穿，又叫熱點key問題，是這三個問題中最經(jīng)典的一個問題。
解決方案：
1.設(shè)置熱點數(shù)據(jù)永不過期
對于某個需要頻繁獲取的信息，緩存在Redis中，并設(shè)置其永不過期。當(dāng)然這種方式比較粗暴，對于某些業(yè)務(wù)場景是不適合的。
2.定時更新
比如這個熱點數(shù)據(jù)的過期時間是1h，那么每到59minutes時，通過定時任務(wù)去更新這個熱點key，并重新設(shè)置其過期時間。
3.互斥鎖
這是解決緩存擊穿比較常用的方法。
互斥鎖簡單來說就是在Redis中根據(jù)key獲得的value值為空時，先鎖上，然后從數(shù)據(jù)庫加載，加載完畢，釋放鎖。若其他線程也在請求該key時，發(fā)現(xiàn)獲取鎖失敗，則睡眠一段時間（比如100ms）后重試。

緩存雪崩
緩存雪崩，是指緩存中設(shè)置了大批量相同過期時間的數(shù)據(jù)同時過期失效，而在這一刻訪問量劇增，緩存近乎失效，所有請求全部轉(zhuǎn)向DB，DB瞬時壓力過重雪崩，甚至down機(jī)。和緩存擊穿不同的是，緩存擊穿指并發(fā)查同一條數(shù)據(jù)，緩存雪崩是不同數(shù)據(jù)都過期了，很多數(shù)據(jù)都查不到從而查數(shù)據(jù)庫。
解決方案：
1.設(shè)置有效期均勻分布
避免緩存設(shè)置相近的有效期，我們可以在設(shè)置有效期時增加隨機(jī)值,或者統(tǒng)一規(guī)劃有效期，使得過期時間均勻分布。
2.數(shù)據(jù)預(yù)熱
對于即將來臨的大量請求，我們可以提前走一遍系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)提前緩存在Redis中，并設(shè)置不同的過期時間。
3.保證Redis服務(wù)高可用
前面我們介紹過Redis的哨兵模式和集群模式，為防止Redis集群單節(jié)點故障，可以通過這兩種模式實現(xiàn)高可用。