缓存三兄弟（穿透、雪崩、击穿）

缓存穿透

定义

查询一个redis和数据库都不存在的值，数据库不存在则不会将数据写入缓存，所以这些请求每次都达到数据库。

解决办法是缓存空对象，如果数据库不存在则将空对象存入缓存，下次再访问直接返回空值，但是如果突然新增了这么一个值到数据库，此时又会造成数据不一致，所以还有另一种解决办法，布隆过滤，简单来说就是在请求和redis之间添加一层布隆过滤器即以bit为单位的数组，数值均为0，预热缓存的同时预热布隆过滤器，每次新增值的时候都会根据id计算出3个hash值，将hash值对应的索引处的数值设置为1，这样请求会先到达布隆过滤器，如果对应的hash值均为1，则继续查询redis，否则直接返回。但是也存在一个问题，一个确实不存在的值计算出来的hash值正好和已存在的值所计算出来的hash值重叠，会导致误判，可以增加hash函数的数量和数组的大小降低误判率。

解决办法

缓存空对象

布隆过滤

缓存击穿

定义

一个被高并发访问并且缓存重建业务较复杂的key突然失效了，无数的请求会在瞬间给数据库带来巨大的冲击。

解决方案是互斥锁，查询缓存失败后，获取锁，然后重建缓存成功后，释放锁。当重建缓存时有别的线程也查询缓存失败，也来获取锁，但此时锁还没被释放，所以获取锁失败，休眠一段时间后再次查询缓存，直到缓存命中。一致性高，但是性能差，相当于mysql事务隔离等级中的串行化，一直要等直到另一个线程释放锁。所以还有一种解决办法，逻辑过期，redis中的热点key不设置过期时间，而是新增一个字段expire，表示逻辑过期时间，当有线程访问该key时，判断是否逻辑过期，如果过期则获取锁，开启新线程去重建缓存并重置逻辑过期时间，然后释放锁，无需等待新线程释放锁，直接返回旧数据。如果有别的线程获取锁失败，说明已经有线程在重建锁了，也直接返回旧数据。性能高，但一致性差。

解决方案

互斥锁

逻辑过期

缓存雪崩

定义

在同一时间段内大量缓存key同时失效或redis宕机，导致大量请求到达数据库。

解决方案

解决办法就是给不同的key添加TTL随机值，或者利用redis的集群模式和哨兵模式提高redis的高可用性，或者利用nginx和gateway做降级限流，或者给业务添加多级缓存。

 总结