简单记录了一些关于缓存击穿、雪崩、穿透的概念及解决方案。
缓存击穿
概念
缓存击穿是指查询一个不存在的数据，由于缓存没有命中，所以每次都需要去数据库中查询，查不到数据则不写入缓存。这样将导致每次都需要去数据库中查询数据，如果请求量多的话，会给数据库带来很大压力。
通俗的说，就是读请求访问时，缓存和数据库都某个值，这样就会导致每次对这个值的查询请求都会穿透到数据库，这就是缓存穿透。
处理方法
- 对于非法请求，可以在API入口，对参数进行校验，过滤非法值。
- 如果查询数据库为空，可以给缓存设置一个空值，或者默认值。如果有写请求进来的话，需要更新缓存，以保持数据一致性。同时，最后给缓存设置适当的过期时间。
- 使用布隆过滤器——当一个查询请求过来时，先通过布隆过滤器判断值是否存在，存在才继续往下查。
关于布隆过滤器，它由初始值为0的位图数组和N个哈希函数组成。一个对一个key进行N个hash算法获取N个值，在比特数组中将这N个值散列后设定为1，然后查的时候如果特定的这几个位置都为1，那么布隆过滤器判断该key存在。
缓存雪崩
概念
指的是缓存在某个时间点大量失效，此时查询量巨大，缓存失效使得全部请求都打到了数据库中，导致数据库压力过大甚至宕机。
解决方法
既然缓存雪崩的原因是缓存在某个时间点大量失效，那么让这个时间分布离散一些即可避免。比如，可以采用一个较大的固定值+一个较小的随机值。
除此之外，Redis集群故障也可能导致缓存雪崩，这就需要构造Redis高可用集群了。
缓存击穿
概念
缓存击穿，就是指在处理查询操作时，某个热点key突然过期，而此时对这个key有大量的并发请求，大量的请求都打到了数据库中。
与缓存雪崩有些类似，但二者的区别是，缓存雪崩是指数据库压力过大甚至宕机，缓存击穿仅仅只是大量并发请求到了DB数据库层面。可以理解为击穿是雪崩的一个子集。击穿是一个key失效，雪崩是key大面积失效。
解决方法
- 使用互斥锁，缓存失效时，不是立即去加载db数据，而是先使用某些带有成功返回的原子操作命令，如(Redis的setnx）去操作，成功的时候，再去加载db数据库数据和设置缓存。否则就去重试获取缓存。
- 永不过时，不设置过期时间，在热点数据要过期时，异步线程去更新和设置过期时间。
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