面试高频问题，Redis的缓存穿透、击穿、雪崩
mhr18 2024-11-25 10:52 16 浏览 0 评论
说到redis的缓存穿透、击穿、雪崩这几个问题不仅是面试的高频问题，而且在我们实际应用上也是经常需要考虑的问题。那下面我们就来聊聊这个话题，以及一些解决措施。
缓存穿透
一般我们使用redis的模式，都是先去缓存查询，如果缓存查询不到才去持久层数据库中查询 ；假如某一个不存在的key被高频访问，去缓存中肯定查询不到，于是此时大量访问被请求到了持久层数据，持久层数据库也查不到，那这些大量的请求就持续不停的访问持久层数据库，如果此时持久层数据库扛不住有可能系统就出现故障了。
那这种情况应该怎么解决呢？首先应该分析为什么会出现这种情况，有可能是恶意攻击，故意查询本身就不存在的一个key；那么此时我们就压对查询的参数进行校验，对一些根本就不符合规则的查询进行丢弃，或者当查询mysql时也未命中数据时返回一个空值""。具体解决方式如下
布隆过滤器
布隆过滤器是一种数据结构，对所有的可能的查询参数以hash形式进行存储，在控制层进行校验，不符合规则的直接丢弃不进行查询持久层数据库。
缓存空对象
当缓存层未命中数据，持久层也未命中数据时返回一个空值缓存起来，同时设置一个过期时间，之后访问这个数据的请求会从缓存中获取。
缓存击穿
注意这个和穿透是有区别的，指一个key非常热点，在不停的扛着大并发，当这个key突然失效的瞬间，持续的大并发会穿破缓存，直接请求持久层数据库，比如某个热点新闻。
如果是缓存缓存故障比如redis服务出现不可用了，这种情况只能从redis本身问题入手解决了，不如加集群。如果是缓存失效时间引起的那么可以通过下面方式解决。
设置热点key永不过期
既然key都不过期了，肯定不会存在这个问题，但是这种方式会占用redis的内存。
加互斥锁
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SETNX去set一个值（分布式锁），当操作返回成功时，再进行load db的操作并回设缓存；这种方式是利用分布式锁保证每个key同时只有一个线程去访问持久层数据库。
缓存雪崩
这种情况是指当系统高峰访问时刻，缓存集体失效或者redis宕机，使得大量查询访问到DB,从而导致DB压力突然飙升，从而崩溃。造成这种情况的原因可能是key同时到达了过期时间，集体失效了；也有可能redis本身崩溃了。
如果是缓存集体失效造成的可以使用下面方式处理。
限流降级
在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。
数据预热
在即将发生大并发访问前手动触发预先加载缓存
设置key不同的过期时间
不同的key，设置不同的过期时间，具体值可以根据业务决定，让缓存失效的时间点尽量均匀
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