缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿的理解以及如何避免？

原创 已于 2022-04-17 17:25:34 修改 · 987 阅读 · 1 ·
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#java #redis

于 2022-04-12 19:47:59 首次发布
本文详细阐述了缓存雪崩、缓存穿透和缓存击穿的概念及其原因，提出了相应的解决方案。对于缓存雪崩，原因是缓存过期时间设置相同，解决方案包括增加随机过期时间和提高缓存中间件的高可用性。缓存穿透的核心问题是攻击行为导致大量不存在的key请求数据库，解决方案是将无效key存入缓存并设置特殊值，或使用布隆过滤器。缓存击穿则发生在热点key失效时，建议对这类key不设置失效时间或重写缓存。

缓存雪崩

(1)什么是缓存雪崩

缓存雪崩就是存储在缓存里面的大量数据在同一个时刻全部过期，原本缓存组件能够扛住大部分流量，全部请求到了数据库，从而导致数据库压力增加，造成数据库服务器的崩溃一种现象。

在这里插入图片描述

(2)导致缓存雪崩的原因
  1. 中间件宕机（可以对缓存中间件做高可用来避免）
  2. 缓存中大部分key都设置了相同的过期时间（可以在失效时间里面去增加1-5分钟的随机值，避免同时失效的问题）

缓存穿透

(1)什么缓存穿透

缓存穿透表示段时间内有大量的不存在key请求到应用程序里面，而这些不存在key，在缓存里面又找不到，从而导致全部的请求，全部穿透到了数据库，造成数据库压力增加

(2)造成缓存穿透的核心问题

缓存穿透的核心问题针对缓存的一种攻击行为，正常业务里面，即便是出现这样一个不存在key的情况，由于缓存的不断预热影响也不会很大，而攻击行为呢，就需要去具备时间的持续性，而只有key确定在数据库里面不存在的情况下，才能达到这样一个目的

(3)怎么解决缓存穿透

把无效的key保存到redis里面，并且设置一个特殊的值，比如像“null”字符串，下次再来访问的时候，就不会查询数据库了

2

但是如果攻击者不断的用随机不存在的k

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避免缓存失效的三大杀手：缓存击穿、穿透与雪崩的解决方案
私聊前往站内信：https://i.youkuaiyun.com/#/msg/chat/weixin_44976692
02-26 2万+
通过本文的介绍，相信大家对Redis的缓存击穿、穿透和雪崩有了更深入的理解，并了解了如何通过合适的措施来避免和解决这些问题。在实际应用中，我们应该根据具体情况采取合适的策略来保证系统的稳定和可靠性。希望本文能够对你有所帮助，如果有任何疑问或建议，欢迎留言交流。
Redis 缓存穿透、击穿、雪崩 的区别与解决方案
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01-15 4358
在高并发环境下，Redis 缓存的三大问题（击穿、穿透与雪崩）可能导致数据库崩溃，本文分析了这些问题的具体表现及解决方法，介绍了多种优化技术，如缓存预热、分布式锁和错开过期时间等。
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Redis面试题： 知识点补充： 1.redis是菲关系型数据库，也就是采用key-value的形式存储的，作为关系型数据库的补充。 2.非关系型数据库的优点：1.没有复杂的关系2.架构灵活3.低成本4.分布式5.架构灵活。 缺点：1.没有标准化2.有限的查询 3.Key-value存储：redis、MemcacheDB 文档存储：MongoDB(json格式) 列存储：Hbase 面试题...
缓存读取术之防止缓存雪崩
思码堂
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概述 如今许多互联网应用系统都重度依赖缓存来提高读操作的性能，对于这些系统来说如何正确地使用缓存至关重要。本文从缓存读取这个视角来讨论缓存架构设计上的一些思路。重点关注如何防止缓存雪崩。 1. 缓存读操作 引入缓存后，读数据的流程如下： （1）先读缓存，如果缓存中有数据（hit），则返回缓存中的结果； （2）如果缓存中没有数据（miss），则回源到database获取，然后把结果...
Redis的缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透与缓存预热、缓存降级
zhouzhiwengang的专栏
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一、缓存雪崩： 1、什么是缓存雪崩： 如果缓存在某一个时刻出现大规模的key失效，那么就会导致大量的请求打在了数据库上面，导致数据库压力巨大，如果在高并发的情况下，可能瞬间就会导致数据库宕机。这时候如果运维马上又重启数据库，马上又会有新的流量把数据库打死。这就是缓存雪崩。 2、问题分析： 造成缓存雪崩的关键在于同一时间的大规模的key失效，为什么会出现这个问题，主要有两种可能：第一种是Redis宕机，第二种可能就是采用了相同的过期时间。搞清楚原因之后，那么有什么解决方案呢？ 3、解决方案： （1
缓存穿透，击穿，雪崩是什么？如何避免？
yygr的博客
03-30 539
https://www.cnblogs.com/xidianlxf/p/14146821.html Redis数据类型 Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合) 缓存穿透，击穿，雪崩是什么？如何避免？ 缓存处理流程 前台请求，后台先从缓存中取数据，取到直接返回结果，取不到时从数据库中取，数据库取到更新缓存，并返回结果，数据库也没取到，那直接返回空结果。 一、缓存穿透(数.
什么是缓存穿透？如何避免？什么是缓存雪崩？何如避免？
奋斗的新丁
12-07 1504
缓存穿透 一般的缓存系统，都是按照key去缓存查询，如果不存在对应的value，就应该去后端系统查找（比如DB）。一些恶意的请求会故意查询不存在的key,请求量很大，就会对后端系统造成很大的压力。这就叫做缓存穿透。 如何避免？ 1：对查询结果为空的情况也进行缓存，缓存时间设置短一点，或者该key对应的数据insert了之后清理缓存。 2：对一定不存在的key进行过滤。可以把所有的可能存在的key放到一个大的Bitmap中，查询时通过该bitmap过滤 3：也可以使用流行的bloom filter布
Redis缓存穿透、缓存击穿与缓存雪崩的详细讲解和案例示范
J老熊
08-30 5213
缓存穿透是指用户请求的数据在缓存中不存在，并且在数据库中也不存在。由于缓存未命中，每次请求都会直接访问数据库，导致数据库压力骤增，最终可能导致系统崩溃。缓存击穿是指缓存中某个热点数据在到期失效的瞬间，有大量的并发请求同时访问该数据，由于缓存失效，这些请求都会穿透到数据库，导致数据库负载剧增，甚至可能导致系统崩溃。缓存雪崩是指大量缓存数据在同一时间失效，导致大量请求同时穿透到数据库，造成数据库压力过大，可能导致系统不可用。通过本文的详细讲解，我们对Redis缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩三大问题有了深入的理解。
Java-Redis缓存穿透、缓存击穿及缓存雪崩（配解决方案及代码示例）
努力搬砖，顶峰相见
07-12 1461
在现代高并发的互联网应用中，缓存技术已成为提升系统响应速度与减轻后端数据库压力的关键手段。Redis，以其卓越的性能和丰富的数据结构，成为众多开发者构建缓存层的首选。然而，随着业务复杂度的增加，Redis缓存层也可能遭遇“缓存穿透”、“缓存击穿”以及“缓存雪崩”等现象，这些情况不仅影响系统的稳定性和响应时间，还可能直接导致服务的不可用。本文旨在深入剖析这三种缓存异常现象，探讨其背后的原理，并提出有效的预防策略。
什么是缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩？如何预防？
qq_42107430的博客
03-18 1146
什么是缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩？如何预防？ 一、什么是缓存穿透，如何预防？ 缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，请求直接打在了数据库上。 举个例子： 对于系统A，假设一秒 5000 个请求，结果其中 4000 个请求是黑客发出的恶意攻击。 黑客发出的那 4000 个攻击，缓存中查不到，因此就要去数据库里查4000次，并且也查不到。 数据库 i...
什么是缓存雪崩，如何解决？
dd2016124的博客
02-18 890
缓存雪崩 就是指由于缓存的原因，导致大量请求到达后端数据库，从而导致数据库崩溃，整个系统崩溃，发生灾难。 缓存雪崩解决方案： A. 给缓存的失效时间，加上一个随机值，避免集体失效。 B. 使用互斥锁，但是该方案吞吐量明显下降了。 C. 双缓存，我们有两个缓存，缓存 A 和 缓存 B。 缓存 A 的失效时间为 20 分钟，缓存 B 不设失效时间。自己做缓存预热操作。然后细分一下几个小点：从缓存 A 读数据库，有则直接返回；A 没有数据，直接从 B 读数据，直接返回，并且异步启动一个更新线程，更新线程
缓存雪崩是什么？以及解决思路
李澎昆的博客
01-11 1933
一、什么是缓存雪崩     缓存雪崩就是指缓存由于某些原因（比如 宕机、cache服务挂了或者不响应）整体crash掉了，导致大量请求到达后端数据库，从而导致数据库崩溃，整个系统崩溃，发生灾难。 下面的就是一个雪崩的简单过程： 1、redis集群彻底崩溃 2、缓存服务大量对redis的请求hang住，占用资源 3、缓存服务大量的请求打到源头服务去查询mysql，直接打死mysql 4、源头服务因...
什么是缓存穿透? 如何避免?
胡萧徒的博客
04-29 1935
1.什么是缓存穿透? 一般的缓存系统，都是按照key去缓存查询，如果不存在对应的value，就应该去数据库查询。 一些恶意的请求会故意大量查询不存在的key,就会对数据库造成很大的压力。这就叫做缓存穿透。 2.如何避免? ①采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据存到一个bitMap中，不存在的数据就会进行拦截。 ②对查询结果为空的情况也进行缓存，缓存时间设置短一点，不超过5分钟。 ...
61.什么是缓存穿透，怎么防止
qq_39922867的博客
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61.什么是缓存穿透，怎么防止 1、什么是缓存穿透？ 缓存穿透是指用户查询数据，在数据库没有，自然在缓存中也不会有。 这样就导致用户查询的时候，在缓存中找不到对应key的value，每次都要去数据库再查询一遍，然后返回空(相当于进行了两次 无用的查询)。这样请求就绕过缓存直接查数据库。 2、你有什么解决方案来防止缓存穿透？ 1、缓存空值 如果一个查询返回的数据为空(不管是数据不 存在，还是系统故...
什么是缓存穿刺和缓存雪崩？如何解决缓存穿透，缓存雪崩
YiFeng_888的博客
01-11 5783
作为参考使用，以便查阅。 一．缓存穿透：      缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。      解决办法：      1.布隆过滤   对所有可能查询的参数以hash形式存储，在控制层先进行校验，不符合则丢弃。还有最常见的则是采用布隆过滤器，将所有可能存在的...
面试积累-Redis-什么是缓存穿透？如何避免？什么是缓存雪崩？何如避免？
Rick1024
03-16 799
缓存穿透 一般的缓存系统，都是按照key去缓存查询，如果不存在对应的value，就应该去后端系统查找（比如 DB）。一些恶意的请求会故意查询不存在的key,请求量很大，就会对后端系统造成很大的压力。这就叫 做缓存穿透。 如何避免？ 1：对查询结果为空的情况也进行缓存，缓存时间设置短一点，或者该key对应的数据insert了之后清理 缓存。 2：对一定不存在的key进行过滤。可以把所有的可能存在的...
什么是缓存穿透，如何解决
我的代码路程
03-30 4011
场景： 对于系统A，假设一秒 5000 个请求，结果其中 4000 个请求是黑客发出的恶意攻击。 黑客发出的那 4000 个攻击，缓存中查不到，每次你去数据库里查，也查不到。 举个例子 数据库 id 是从 1 开始的，结果黑客发过来的请求 id 全部都是负数。这样的话，缓存中不会有，请求每次都会直接越过缓存，直接查询数据库。这种恶意攻击场景的缓存穿透就会直接把数据库给打死。 大概就是这个样子： ...
【面试普通人VS高手系列】说说缓存雪崩和缓存穿透的理解，以及如何避免？
跟着Mic学架构
04-29 288
听说10个人去互联网公司面试，有9个人会被问到缓存雪崩和缓存穿透的问题。 听说，这9个人里面，至少有8个人回答得不完整。 而这8个人里面，全都是在网上找的各种面试资料去应付的，并没有真正理解。 当然，也很正常，只有大规模应用缓存的架构才会重点关注这两个问题。 那么如何真正理解这两个问题的底层逻辑，我们来看普通人和高手的回答。 部分高手面试文档已整理，需要的小伙伴可以扫描添加下方二维码 普通人： 嗯......................... 高手： 缓存雪崩，就是存储在缓..
什么是缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩？
最新发布
03-26
<think>好的，用户想了解缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩的定义、区别和解决方案。首先，我需要回忆这三个概念的基本定义。根据引用[3]，缓存穿透是查询不存在的数据，绕过缓存直接访问数据库；缓存击穿是热点key过期后大量请求直达数据库；缓存雪崩是大量key同时失效或Redis宕机导致数据库压力骤增。 接下来要区分它们的区别。根据引用[1]和[4]，缓存击穿可以视为缓存雪崩的子集，但前者是单个或少量热点key失效，后者是大量key同时失效。而缓存穿透则是查询不存在的数据，无论key是否存在。需要明确这三者的不同场景和影响范围。 解决方案方面，缓存穿透通常用布隆过滤器或空值缓存，引用[2]和[5]提到这些方法。缓存击穿可以用互斥锁或逻辑过期，引用[5]还提到多级缓存。缓存雪崩则需要随机TTL、集群部署和降级策略，引用[5]详细说明了这些方法。 需要确保回答结构清晰，先分别解释每个问题的定义和解决方法，再对比区别。同时注意使用正确的中文表达和LaTeX格式，比如变量用$...$，如TTL。还要检查引用标识是否正确对应，避免混淆。最后生成相关问题，帮助用户深入理解。</think>### 缓存穿透、缓存击穿与缓存雪崩详解 #### 1. **缓存穿透** **定义**：查询数据库中**不存在的数据**（如无效ID），导致请求绕过缓存直接访问数据库。若恶意攻击者频繁发起此类请求，数据库压力剧增[^2][^3]。 **解决方案**： - **布隆过滤器**：预先存储所有合法key的哈希值，拦截无效请求（例如：$H(key) \rightarrow \text{位数组}$）。 - **空值缓存**：对无效查询结果缓存短时间（如$5\text{min}$），减少重复穿透[^5]。 - **请求校验**：在业务层过滤明显非法的参数（如负数的ID）。 --- #### 2. **缓存击穿** **定义**：**热点key过期瞬间**，大量并发请求直达数据库，导致数据库瞬时压力过大[^1][^4]。 **解决方案**： - **互斥锁（Mutex Lock）**：仅允许一个线程重建缓存，其他线程等待（例如使用Redis的`SETNX`命令）。 - **逻辑过期**：缓存数据中存储逻辑过期时间，异步更新缓存（例如：$t_{\text{expire}} = t_{\text{current}} + 300$）。 - **永不过期策略**：后台定时更新热点key，避免自动失效[^5]。 --- #### 3. **缓存雪崩** **定义**：**大量key同时失效**或Redis服务宕机，导致请求全部涌向数据库，可能引发级联故障。 **解决方案**： - **随机TTL**：为不同key设置差异化的过期时间（例如：$TTL = \text{基础值} + \text{随机数}$）[^5]。 - **Redis集群与哨兵模式**：通过高可用架构避免单点故障（如主从切换）。 - **多级缓存**：结合本地缓存（如JVM堆缓存）、Nginx缓存等分散压力。 - **降级限流**：在数据库压力过大时，暂时拒绝部分非核心请求。 --- ### 三者的区别 | 问题类型 | 触发条件 | 影响范围 | 核心特征 | |----------|----------------------------|------------------|-----------------------| | 穿透 | 查询不存在的数据 | 单个或少量key | 绕过缓存 | | 击穿 | 热点key过期 | 单个热点key | 瞬时高并发 | | 雪崩 | 大量key失效/Redis宕机 | 全局或大量key | 系统级压力 | --- ### 关联与扩展 - **缓存击穿是雪崩的子集**：若多个热点key同时失效，可能演变为雪崩。 - **防御组合策略**：实际场景中常综合使用布隆过滤器、多级缓存和随机TTL。
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