Redis-缓存击穿、缓存穿透、缓存雪崩区别

一、缓存击穿

1.什么是缓存击穿？

在平常高并发的系统中，大量的请求同时查询同一个 key 时，此时这个key正好失效了，就会导致大量的请求都打到数据库上面去。这种现象我们称为缓存击穿，会造成某一时刻数据库请求量过大，压力剧增。

2.解决方案

• 加互斥锁
• 设置热点数据永远不过期。
• 定时更新：比如某个热点数据的过期时间是1h，那么每到59min时，通过定时任务去更新这个热点key，并重新设置其过期时间。

二、缓存穿透

1.什么是缓存穿透？

是指缓存和数据库中都没有某个数据的情况下（数据库中不存在），而用户不断发起查询请求，如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时的用户很可能是攻击者，该攻击会导致数据库压力急速增大。

2.解决方案

• 业务接口层增加校验，如用户鉴权校验，id做基础校验，id<=0的直接拦截；
• 缓存设置为null：从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将key-value对写为key-null，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也没法使用）。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击。缓存null值，设置过期时间
• 采用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。

3.布隆过滤器：

元素加入布隆过滤器：

1. 使用布隆过滤器中的哈希函数对元素值进行计算，得到哈希值（有几个哈希函数得到几个哈希值）
2. 根据得到的哈希值，在位数组中把对应下标的值置为 1

判断一个元素是否存在于布隆过滤器：

1. 对给定元素再次进行相同的哈希计算；
2. 得到值之后判断位数组中的每个元素是否都为 1，如果值都为 1，那么说明这个值很大概率（可能不存在，概率很低）存在于布隆过滤器中；如果存在一个值不为 1，说明该元素一定不在布隆过滤器中

三、缓存雪崩

1.什么是缓存雪崩？

是指缓存中数据大批量到过期时间，而查询数据量巨大，引起数据库压力过大甚至down机。

和缓存击穿不同的是：缓存击穿指并发查同一个key；缓存雪崩是大量不同的key过期了，很多数据都查不到从而查数据库。

2.解决方案

• 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缓存数据库中，对缓存集群实现高可用（主从、哨兵、分区）
• 设置热点数据永远不过期。