缓存穿透、雪崩、击穿详解

╰半橙微兮° 2023-10-08 22:54 37阅读 0赞

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### 缓存穿透 ###

#### 什么是缓存穿透？ ####

正常来讲，每次查询数据库时，都会先去缓存中查询是否存在，如果存在则返回，不存在则取查db。  
如果去查询数据库不存在的数据，则缓存肯定不存在，那么每次查询都要访问数据库，这就是缓存穿透。

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#### 会有什么问题呢？ ####

如果大量请求查询数据库不存在的数据，redis也没有缓存，极端情况下，甚至可能造成db宕机，服务不可用。

#### 解决方案 ####

*  1.缓存空值  
    防止每次请求都去查询db, 我们可以将不存在的数据也缓存一个空值到redis,设置一个可以容忍的过期时间，这样就不会有大量的请求打到db了。
 *  2.布隆过滤器  
    [布隆过滤器不了解的同学可以点这里查看][Link 1]  
    把已存在数据的key存在布隆过滤器中。当有新的请求时，先到布隆过滤器中查询是否存在，如果不存在该条数据直接返回；如果存在该条数据再查询缓存查询数据库。
 *  3.加锁  
    请求数据->查redis不存在->加分布式锁，查询数据库。  
    当redis缓存没命中时，使用分布式锁可以防止大量请求打到DB，只有拿到锁的第一个请求会去查询数据库。

### 缓存雪崩 ###

#### 什么是缓存雪崩？ ####

缓存雪崩是指在某一个时间段，缓存集中过期失效。

#### 缓存雪崩带来的问题 ####

缓存雪崩带来的问题也是很可怕的，大量的缓存失效，那么很有可能所有请求都去查询db,极端情况下很有可能导致db宕机，服务不可用。

#### 解决方案 ####

*  1.缓存过期时间加随机因子  
    根据不同的数据设置不同的过期时间，如果是同一类数据，设置缓存失效时也加上一个随机因子。这样能尽可能分散缓存过期时间。针对热点key,失效时间可以设置长一点时间，甚至永不过期。
 *  2.加锁  
    和缓存穿透加锁方案一样，只要加上锁，那么同一时间就不可能有大量请求去查询数据库，只有拿到锁的第一个请求会去查询数据库。

### 缓存击穿 ###

#### 什么是缓存击穿？ ####

是指一个key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库。

> 很多时候容易搞混缓存击穿和缓存穿透,其实只要记着缓存击穿的前提是先击中，才能穿透。 没击中缓存，那就是缓存穿透了。

#### 缓存击穿带来的问题 ####

缓存击穿、穿透、雪崩，带来的问题基本都一样，造成大量请求去查询db,极端情况下很有可能导致db宕机，服务不可用。

#### 解决方案 ####

*  分布式锁  
    其实分布式锁对缓存穿透、击穿、雪崩都适用。

### 小结 ###

以上三种情况都是针对缓存异常而引发的问题。导致本应该访问缓存的请求，但是缓存不存在，导致流量全部打到了DB。  
针对不同的缓存失效场景，可以选择不同的方案来处理。  
当然除了上述方案外，我们也可以使用限流、熔断、降级等来保证服务的可用性。也可以对数据库进行横向扩展，来支撑更多的流量请求。

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