缓存穿透问题

定义

• 请求持久层不存在的数据，每次请求时，缓存 miss，持久层也 miss，都会打在持久层，失去了缓存层保护持久层的意义；

缓存穿透的原因

• 业务代码自身问题，SQL 写错了，持久层调别人没得到数据等；
• 恶意攻击，爬虫等；

如何发现缓存穿透问题

• 业务响应时间：所有的请求都打到持久层，业务响应时间会变慢；
• 业务本身问题；
• 相关指标：总调用数、缓存层命中数、存储层命中数；

解决方案（一） 缓存空对象

• 如果缓存 miss，存储 miss，则在缓存中缓存空对象并设置过期时间，下次请求就不会打到存储层了；

产生的两个问题

• 如果发生恶意攻击，会产生更多的键，虽然值为空，可通过设置过期时间降低风险；
• 如果穿透是由于接口暂时不可用导致的，会造成缓存层和数据层数据短期不一致，可通过 MQ 订阅接口正常的消息，然后刷新缓存；

示例伪代码

public String getPassThrough(String key) {
    String cacheValue = cache.get(key);
    if(StringUtils.isBlank(cacheValue) {
        String storeValue = storage.get(key);
        cache.set(key, storeValue);
        if(StringUtils.isBlank(storeValue) {
            cache.expire(key, 60 * 5);
        }
        return storageValue;
    } else {
        return cacheValue;
    }
}

解决方案（二） 布隆过滤器拦截

• 在缓存层之间加布隆过滤器，如果被过滤掉了，就不打到缓存了；
• 适合比较固定的数据；
• 布隆过滤器需要很小的内存；
• 比如 10 亿数据量的电话本，可以在布隆过滤器中预热一遍，只需很小的内存，布隆过滤器就可以知道电话本中是否有这个键值；