聊聊：Redis缓存击穿和雪崩《Java-2021面试谈资系列》

一、缓存穿透

1.1概述：

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，当我们的缓存中没有这样的数据时，就会去数据库中查，当数据库中也没有时，由于查询不到，数据就会一直请求，一直不断的查询；当有大量不存在的key一直访问时，就会引起缓存穿透。一般都是恶意攻击！

1.2解决方法：

那面对这样的恶意攻击，我们有没有解决办法呢？

BloomFilter：布隆过滤器

布隆过滤器可以有效的过滤掉一些不存在的key，那么它的原理又是怎样的呢？

布隆过滤器的基本思想：

想要判断一个元素是不是在一个集合里，一般想到的是将所有元素保存起来，然后通过比较确定。
链表，树等等数据结构都是这种思路. 但是随着集合中元素的增加，我们需要的存储空间越来越大，检索速度也越来越慢(O(n),O(logn))。
不过世界上还有一种叫作散列表（又叫哈希表，Hash table）的数据结构。它可以通过一个Hash函数将一个元素映射成一个位阵列（Bit array）中的一个点。这样一来，我们只要看看这个点是不是1就可以知道集合中有没有它了。

布隆过滤器的实现：

对一个key进行k个不同hash算法获取k个值，在比特数组中将这k个值在数组中的下标置为1，查的时候如果某个key的在数组中k个位置都为1，那么布隆过滤器判断该key可能存在(并不一定存在)。
布隆过滤器可能会误判，如果它说不存在那肯定不存在，如果它说存在，那数据有可能实际不存在.

二、缓存击穿

2.1概述：

大量的用户请求某一个数据，而此数据在缓存中尚未存在或者过期，则大量的请求会直接请求数据库，好比微博热搜一样，大量的请求瞬间的访问可能会导致缓存被击穿，出现缓存击穿现象

2.2解决办法：

• 可以将热点数据设置为永远不过期；
• 可以使用分布式锁，当在缓存中拿不到数据时，使用分布式锁去数据库中拿到数据后，重新设置到缓存；
• 设置一个定时的维护任务，在key快要过期时，重新设置时间

三、缓存雪崩

3.1概述：

类似于缓存击穿，但又有些不一样
缓存雪崩是大范围的，缓存数据库失效，大量请求直接咂向数据库，导致雪崩
比如：双11期间，一个小时的抢购时间，0:00——1:00，当时间过了之后，缓存设置的时间也随之过期，而此时大量的请求就会直接砸向数据库，导致雪崩；
或者是某台缓存服务器宕机，也有可能发生这种情况

3.2解决方法：

• 缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生。
• 如果缓存数据库是分布式部署，将热点数据均匀分布在不同搞得缓存数据库中。
• 设置热点数据永远不过期。