Redis缓存穿透、缓存击穿和雪崩

缓存穿透

缓存穿透指，每次请求去查一个缓存和数据库都不存在的数据（如id=-1的数据）。因为缓存中不存在，所以每次请求都会去查数据库，导致高并发下数据库连接池耗尽，服务不可用，甚至数据库奔溃。

解决办法：

1、规范key过滤

规范key的命名并且统一缓存查询的入口，在入口处过滤掉不符合命名规范的key，这样可以过滤掉大部分的恶意攻击。

2、缓存空值

简单粗暴，如果查询DB返回的数据为空，我们仍然把这个空值放到Redis缓存中，只是将它的过期时间设置的很短，另外为了避免不必要的内存消耗，可以定期清理空值的key。

3、加锁

若key从缓存中获取到的value为空时，先锁上，再去查DB将数据加载到缓存，若其它线程获取锁失败，则等待一段时间后重试，从而避免了大量请求直接打到DB。单机可以使用synchronized或ReentrantLock加锁，分布式环境需要加分布式锁，如Redis分布式锁。

4、布隆过滤器

预先将所有缓存数据的key存放到布隆过滤器中，当查询请求过来的时候，先判断key在布隆过滤器中是否存在？如果不存在，直接返回提示，都不用去查缓存更别说DB了；如果存在，则去查缓存。布隆过滤器判断存在一定的误判率，但如果业务场景是可被接受的则可以忽略，其次Guava实现布隆过滤器的时候可以指定误判率不超过多少，可以指定一个可被接受的值。如果要打净漏网之鱼可以结合缓存空值和加锁方案。

缓存击穿

缓存击穿是指热点key在失效的瞬间（如缓存到期），大量并发查询请求在缓存中未查到，而直接访问数据库，造成数据库压力瞬间增大。

解决办法：

  1、设置热点key永不过期

  2、加锁，对热点key从缓存中获取到的value为空时，先锁上，再去查DB将数据加载到缓存，若其它线程获取锁失败，则等待一段时间后重试，从而避免了大量请求直接打到DB。单机可以使用synchronized或ReentrantLock，分布式需要加分布式锁，如Redis分布式锁。

雪崩

缓存雪崩是指由于Redis集群宕机、预加载的缓存集体到期失效等原因，导致大量请求打到后端数据库，从而导致数据库崩溃，整个系统崩溃，发生灾难。

解决办法：

1、保证缓存服务的高可用性，使用Redis Sentinel 和 Redis Cluster，多AZ部署。

2、设置不同的过期时间，错开缓存过期，从而避免缓存集中失效。

本文参考：Redis缓存穿透、缓存击穿和雪崩_Felix-Yuan的博客-优快云博客_redis缓存穿透