【白话Redis】缓存雪崩、穿透、击穿、失效和热点缓存重建

Redis不可不知的故障现象

一、缓存雪崩

定义：

由缓存机器故障宕机，导致大量请求全部落到数据库，超出了数据库的处理能力极限，进而导致数据库压力增大、宕机的情况。

解决方案：

• 事前：Redis集群部署，主从+哨兵，避免全盘奔溃
• 事中：本地缓存 + 限流&降级，避免数据库压力过大宕机
• 事后：Redis持久化，机器重启后可以自动从磁盘加载数据，恢复缓存数据

二、缓存穿透

定义：

大批量请求缓存和数据库中都不存在的数据，导致数据库压力变大，甚至宕机。

解决方案一：

查询的key比较集中的时候，可以在查询数据库结束后给缓存中写一个空值或者默认值进去。设置一个过期时间，避免后续的大量请求落到数据库。

解决方案二（更普遍的做法）：

在系统和缓存之间使用布隆过滤器，将数据库中所有可能的数据哈希映射到布隆过滤器中。
在请求到布隆过滤器时判断：

• 若请求数据的key不存在布隆过滤器中，直接返回不存在（可以确定该数据也一定不存在于数据库）
• 若请求数据的key在布隆过滤器中存在，则继续查询缓存

三、缓存击穿

定义：

某个热点key访问非常频繁，且请求时间比较集中，是高并发场景。当这个key失效的瞬间，大量的请求直接落到数据库，导致数据库压力骤增，甚至宕机。

解决方案：

• 基本不更新的热点数据，设置为永不过期
• 更新不频繁且缓存刷新流程耗时较少的情况下，可以基于互斥锁保证较少量的请求落到数据库，并重新构建缓存࿰