常用的分布式缓存Redis单机并发量能达到万级，常用的关系型数据库MySQL一般并发量是千级，他们支持的并发量可能差十倍，所以要尽可能把流量拦截在缓存层。

缓存击穿

一个并发访问量比较大的key在某个时间过期，导致所有的请求直接打在DB上。这就叫缓存击穿，这会增大数据库的负载。

如何解决缓存击穿？

1、加锁更新：查询缓存，发现缓存中不存在，加锁，让其他线程等待，只让一个线程去更新缓存

2、异步更新：把缓存设置成永不过期，后台设置一个守护线程定时更新缓存，但这种定时比较难以把控。此机制更适合用于缓存预热

缓存穿透

缓存穿透指的是查询缓存和数据库中都不存在的数据，这样每次请求就会直接打到数据库上，相当于缓存不存在了，缓存失去了保护后端存储的意义。缓存穿透可能会使得后端存储负载加大，如果发现大量存储层空命中，可能就是出现了缓存穿透问题。

缓存穿透可能有两种原因：

1、自身业务代码问题

2、恶意攻击，爬虫造成空命中

如何解决缓存穿透？

1、缓存空值/默认值

在数据库不命中之后，把一个空对象或者默认值保存到缓存，之后再访问这个数据，就会从缓存中获取，这样就保护了数据库

缓存空值会有两个问题：

1、空值做缓存，意味着缓存层存了更多的key，需要更多的内存空间。比较有效的方法时针对这类数据设置一个较短的过期时间，让其自动剔除

2、缓存层和存储层的数据都会有一段时间窗口不一致，可能会对业务有一定影响，如果过期时间设置为5分钟，如果此时存储层添加了这个数据，那么此段时间就会出现缓存曾和存储层数据不一致。

此时可以利用消息队列或者其他异步方式清理缓存中的空对象

2、布隆过滤器

可以再存储和缓存之前加一个布隆过滤器，做一层过滤。

布隆过滤器优点类似于哈希表，它是一个连续的数据结构，每个存储位都是一个bit，用0或1来标识数据是否存在。存储数据的时候，使用K个不同的哈希函数将这个变量映射到bit列表的K个点，把它们置1。

我们判断缓存key是否存在的时候，同样使用K个对应的哈希函数，映射到bit列表上的K个点，判断是不是1。

如果不是全1，那么说明key不存在。如果都是1，说明key可能存在（因为哈希函数是存在碰撞的）。

总结以下缓存穿透解决方案：

ey不存在。如果都是1，说明key可能存在（因为哈希函数是存在碰撞的）。

总结以下缓存穿透解决方案：

解决缓存传统	适用场景	维护成本
缓存空对象	数据命中不高；数据频繁实时性高	代码维护简单；需要较多的缓存空间；数据不一致
布隆过滤器	数据命中不高；数据相对固定，实时性低	代码维护复杂；缓存空间占用少

缓存雪崩

指的是在某一时刻发生大规模的缓存失效的情况，例如缓存服务器宕机、大量key在同一时间过期，这样的后果就是大量的请求进来直接打在数据库上，可能导致整个系统崩溃，称为雪崩。

缓存雪崩式问题该如何预防和处理？
1、提高缓存可用性

• 集群部署：通过集群提升缓存的可用性，利用redis本身的redis cluster或者第三方集群方案
• 多级缓存：设置多级缓存，第一季缓存失效的基础上，访问二级缓存，每一级缓存的失效时间都不一样

2、合理设置过期时间

• 均匀过期：为了避免大量的缓存在同一时间过期，可以把不同的key过期时间随机生成，避免时间太过集中
• 热点数据永不过期

3、熔断降级

• 服务熔断：当缓存服务器宕机或者超时响应时，为了防止整个系统出现雪崩，暂时停止业务服务访问缓存系统
• 服务降级：当出现大量缓存失效，而且处在高并发高负荷的情况下，在业务系统内部暂时舍弃对一些非核心的接口和数据的请求，而是直接返回一个提前准备好的fallback错误处理信息