Redis学习专题（五）缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

一、缓存穿透

缓存穿透的原因：

缓存穿透的现象：

缓存穿透的解决办法：

二、缓存击穿

缓存击穿的原因：

缓存击穿的现象：

缓存击穿的解决办法:

三、缓存雪崩

缓存雪崩的原因：

缓存雪崩的现象：

缓存雪崩的解决办法：

一、缓存穿透

情景再现：

当用户请求服务器查找数据，通常操作比较频繁的数据我们会在Redis里面去查询，如果Redis没有，按理来说我们应该去数据库查，查完之后再同步到Redis中去。如果在数据库里也查不到就无法同步到缓存中去，造成缓存穿透

示意图：

缓存穿透的原因：

1.key对应数据的数据源不存在，每次针对此key的请求从缓存中都获取不到，都会压到数据源，就可能压垮数据源

2.比如：我们用一个不存在的用户id查询信息，数据库和缓存都没有，黑客就可以利用此漏洞进行攻击

3.也就是说，如果从存储层查不到数据则不会写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次都要去存储层查询，失去了缓存的意义，频繁查询就会压垮数据库

缓存穿透的现象：

1.应用服务器压力变大

2.Redis命中率低

3.一直查数据库

缓存穿透的解决办法：

1.对空值缓存

如果一个查询返回的数据是空，我们仍然把这个空结果（null）进行缓存，设置空结果的时间应该短一些（小于5min），因为也可能是临时没有的

2.设置可访问的白名单

定义一个可访问的白名单，每次访问的名单和白名单id进行比较，如果访问id不在白名单里面就进行拦截不允许访问，可以通过bitmaps实现

3.采用布隆过滤器

布隆过滤器可以检索一个元素是否在集合中。他的优点就是空间效率和时间效率都远远高要求其他算法，缺点是有一定的误识别率和删除困难

4.进行实时监控

当发现Redis命中率急速降低的时候，需要排查访问对象和数据，和运维人员配合，设置黑名单限制服务

二、缓存击穿

情景再现：

当用户请求服务器查找数据，但是key过期了就会越过Redis去访问数据库，导致数据库瞬间访问量过大

示意图：

缓存击穿的原因：

1、key对应的数据存在，但在Redis中过期，此时如果大量的并发请求过来，就会发现缓存过期，于是从DB加载数据并且回到Redis，这个大量的并发请求就可能把DB压垮

2、比如某一个热点数据，在某个时间点瞬间被超高并发的访问就会压垮数据库，出现缓存击穿

缓存击穿的现象：

1、数据库访问压力瞬间增加

2、Redis里面没有出现大量key过期

3、Redis正常运行，数据库瘫痪了

缓存击穿的解决办法:

1、预先设置热门数据

在redis高峰访问之前、把这些热门数据加到redis里面去，加大热门数据的key时长

2、实时调整

现场监控哪些热门数据，加大key时长

3、使用锁

给数据库设置一个排它锁，当用户从redis中查不到key对应的数据（返回为null），就去数据库查，此时会上锁，只有单线程通过，拿到数据之后同步到redis中，此时如果其他线程来访问就会休眠一段时间然后重新访问redis。最终拿到数据

1）就是在缓存失效的时候（判断拿出来的值为空），不是立即去load db。
2）先使用缓存工具的某些带成功操作（比如Redis的SETNX)去set一个mutex key
3）当操作返回成功时，再进行load db的操作，并回设缓存，最后删除mutex key；
4）当操作返回失败，证明有线程在load db，当前线程睡眠一段时间再重试整个get缓存的方法
5）使用锁，效率会有影响